Prarancangan Pabrik Diethanolamine dari Ethylene Oxide dan Amoniak Kapasitas 34.000 TON/TAHUN (Tugas Khusus Reaktor (RE-201))

ABSTRAK

PRARANCANGAN PABRIK DIETHANOLAMINE
DARI ETHYLENE OXIDE DAN AMONIAK
KAPASITAS 34.000 TON/TAHUN

Oleh
LISA ARDIANA SAPUTRI

Pabrik diethanolamine berbahan baku dari ethylene oxide dan amoniak, akan
didirikan di Bontang, Kalimantan Timur. Pemilihan lokasi untuk pabrik ini
mempertimbangkan ketersediaan bahan baku, sarana transportasi yang memadai,
tenaga kerja yang mudah didapatkan dan kondisi lingkungan.
Pabrik ini direncanakan dengan kapasitas 34.000 ton/tahun, waktu operasi
24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang digunakan adalah ethylene oxide
sebanyak 4.705,150 kg/jam dan amoniak sebanyak 7.635,146 kg/jam.
Pabrik diethanolamine memiliki unit utilitas untuk memenuhi air, steam,
listrik, bahan bakar dan udara instrumen.
Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur
organisasi line dan staff dengan jumlah karyawan sebanyak 179 orang.
Dari analisis ekonomi diperoleh:

Fixed Capital Investment
(FCI)
= Rp. 1.725.955.708.960
Working Capital Investment
(WCI)
= Rp. 304.580.419.228
Total Capital Investment
(TCI)
= Rp. 2.030.536.128.188
Break Even Point
(BEP)
= 52,09 %
Shut Down Point
(SDP)
= 28,91 %
Pay Out Time before taxes
(POT)b
= 3,004 tahun
Pay Out Time after taxes
(POT)a

= 3,493 tahun
Return on Investment before taxes
(ROI)b
= 19,79 %
Return on Investment after taxes
(ROI)a
= 15,83 %
Discounted cash flow
(DCF)
= 21,59 %
Mempertimbangkan paparan di atas, sudah selayaknya pendirian pabrik
diethanolamine ini dikaji lebih lanjut, karena merupakan pabrik yang
menguntungkan dan mempunyai masa depan yang baik.

ABSTRACT

MANUFACTURE OF DIETHANOLAMINE
FROM ETHYLENE OXIDE AND AMMONIA
CAPACITY 34,000 TONS/YEAR
(Design Reactor - 201(RE-201))

By
LISA ARDIANA SAPUTRI
Diethanolamine plant produced by reacting ethylene oxide and ammonia,
will be build in Bontang, East Kalimantan. Establishment of this plant by raw
material resourcess, transportation, labors and also environmental condition.
Plant's production capacity is planned 34,000 tons / year, with operating
time of 24 hours / day and 330 working days in a year. The raw materials used are
ethylene oxide 4.705,150 kg/hr and ammonia 7.635,146 kg/hr.
Diethanolamine’s plant has utility unit for supply water, steam, power
generation, and instrument air.
The bussines entity of this plant is limited liability company (PT) and using
line and staff structure with 179 labors.
From the economic analysis is obtained:
Fixed Capital Investment
(FCI)
= Rp. 1.725.955.708.960
Working Capital Investment
(WCI)
= Rp. 304.580.419.228

Total Capital Investment
(TCI)
= Rp. 2.030.536.128.188
Break Even Point
(BEP)
= 52,09 %
Shut Down Point
(SDP)
= 28,91 %
Pay Out Time before taxes
(POT)b
= 3,004 years
Pay Out Time after taxes
(POT)a
= 3,493 years
Return on Investment before taxes
(ROI)b
= 19,79 %
Return on Investment after taxes
(ROI)a

= 15,83 %
Discounted cash flow
(DCF)
= 21,59 %
Consider the summary above, it is proper establishment of diethanolamine
plant to studied further, because the plant is profitable and has good prospects.

PRARANCANGAN PABRIK DIETHANOLAMINE
DARI ETHYLENE OXIDE DAN AMONIAK
KAPASITAS 34.000 TON/TAHUN
(Tugas Khusus Reaktor (RE-201))

Oleh
LISA ARDIANA SAPUTRI
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Negeri Katon, pada hari minggu tanggal 15
Agustus 1993, sebagai putri sulung dari dua bersaudara dari
pasangan Bapak Sunardi dan Ibu Hartani. Penulis menyelesaikan
pendidikan Sekolah Dasar Negeri 4 Negeri Katon Lampung Timur
pada tahun 2004, Sekolah Menengah Pertama Negeri 2 Sekampung pada tahun
2007, Sekolah Menengah Atas Negeri 4 Metro pada tahun 2010.
Pada tahun 2010, penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui Seleksi Nasional Mahasiswa
Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) 2010.

Pada tahun 2014, Penulis melakukan Kerja Praktek di PT. Pindo Deli II Karawang
Jawa Barat dengan Tugas Khusus “Evaluasi Kinerja Reaktor Electrolyzer”. Selain

itu, penulis melakukan penelitian dengan judul “Sintesis MCM-41 sebagai
Adsorben Limbah Cair Tapioka”.

Selama menjalani masa perkuliahan, penulis pernah menjadi Sekretaris Biro Usaha
Mandiri (FOSSI FT 2011), Sekretaris Departemen Edukasi (HIMATEMIA 2012),
Sekretaris Biro Akademik (FOSSI FT 2012 - 2013).

Sebuah Karya
Kupersembahkan dengan sepenuh hati untuk :
Allah SWT, berkat Rahmat dan Ridho-Nya saya dapat
menyelesaikan karya ini
Kedua Orang Tuaku sebagai pengganti atas pengorbanan yang
sudah tak terhitung jumlahnya, terima kasih atas do’a, kasih
sayang dan pengorbanannya selama ini
Adik dan Keluargaku, terima kasih atas do’a, bantuan dan
dukungannya selama ini
Sahabat-Sahabatku, Terima kasih sudah mendampingi dalam
perjuangan selama ini, menjadi sumber semangat. Semoga kita
bisa tetap menjaga ukhuwah yang telah terjalin.
Civitas Akademisi Jurusan Teknik Kimia Universitas

Lampung, Terima kasih atas ilmu yang telah diberikan.

Moto Dan Persembahan
“Barang siapa menghendaki (kebaikan) dunia, maka
hendaknya ia menggunakan ilmu, dan barang siapa
menghendaki kebaikan akhirat, maka hendaknya
menggunakan ilmu”
(Imam As-Syafi’i)
“Sebaik – baiknya orang adalah orang yang banyak
manfaatnya buat orang lain”
”Perjuangan, pengorbanan, keikhlasan adalah tiga hal
yang tak pernah bisa lepas dari kehidupan”

SANWACANA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang Mahakuasa dan Maha
Penyayang, atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga tugas akhir ini dengan
judul “Prarancangan Pabrik Diethanolamine dari etilen oksida dan amoniak dengan
Kapasitas 34.000 Ton/Tahun” dapat diselesaikan dengan baik.
Laporan Tugas Akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Diethanolamine dari

etilen oksida dan amoniak dengan Kapasitas 34.000 Ton/Tahun” ini disusun guna
memenuhi syarat untuk meraih gelar sarjana teknik pada jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung.
Selama penyusunan laporan Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan
dari banyak pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan
terima kasih kepada :
1. Prof. Suharno selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung.
2. Bapak Ir. Azhar, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas
Lampung yang telah memberikan nasehat dan motivasi.
3. Bapak Edwin Azwar, S.T., P.GD., M.T.A., Ph.D., selaku dosen
pembimbing I, atas ilmu, waktu dan bimbingannya selama kuliah khususnya
selama penulisan tugas akhir ini. Semoga bapak dan keluarga bahagia
selalu.
4. Bapak Darmansyah S.T., M.T., selaku Dosen pembimbing akademik,
pembimbing penelitian dan pembimbing II tugas akhir yang telah
memberikan ilmu, motivasi, waktu dan bimbingan selama penulisan tugas
akhir ini. Semoga bapak dan keluarga bahagia selalu.
5. Ibu Dr. Eng. Dewi Agutina Iryani, S.T., M.T., selaku Dosen Penguji I, yang
telah memberikan saran, kritik, dan ilmu dalam penulisan tugas akhir ini.

6. Ibu Dr. Herti Utami, S.T., M.T., selaku Dosen Penguji I, yang telah
memberikan saran, kritik, dan ilmu dalam penulisan tugas akhir ini.
7. Seluruh Dosen Teknik Kimia Universitas Lampung, atas semua ilmu dan
bekal masa depan yang akan selalu bermanfaat.
8. Keluarga, ibu dan bapak, adik tersayang yang telah memberikan nasehat,
doa, semangat, serta dukungan selama ini.
9. Candra saigustia yang telah memberikan nasehat, motivasi, dan sebagai
teman diskusi selama ini.
10. Nico I Ginting selaku partner tugas akhir yang telah berkerjasama dengan
baik selama penyusunan tugas akhir.
11. Ferdian reta wahyu ningsih, ridho hasyanah, yunike nurjanah, yang telah
memberikan dukungan dan motivasi.
12. Ajeng ayu puspasari dan fitriani wulandari yang telah membantu, dan
memberikan nasehat selama ini.
13. Mu’arif lukmana yang telah memberikan saran dalam menyusun tugas
akhir.
14. Teman – teman seperjuangan ade oktaviani, ari wibowo, abdul aziz ahmad,
octe via devi, galih prasiwanto, nine tria rosa, nina febriantina, silvia
febriani, syevia maretha putri, riana giarti, yoanika suci aufa, mita saraswati,
nur khasanah, vastina baikhul khairat, lorentius agung wicaksono, aulizar

mario, okta nugraha, rezki ika pratiwi, tresya rikherwan, nurul umunia
lukita, delvi tianingsih, dwi agustina safani, chitra mutiara usman, masika
arinal, novianti diah anggraeni, rangga aris munandar, wike wingtias arnesa,
damayanti, virrine variska, triyuni susanti, yunita sinambela, debora s purba,
sri bulan roma intan, fransiska purba, novrit jhon batara simanulang, fahmi
alif utama harahap, reza asmitara, reza pramandana nasution, sandi aryadi,
tauhid ashadi, wildan arief rohdina, nur rohman, febrina yohana dewi, okta
tri handoko, yogi wiratama, yudi armansyah, M. yuli atrafatrin, al faiz radea
arbianda, ayu kendita, juli, betri, hanif, yang telah memberikan dukungan,
motivasi, semoga kita selalu sukses dan tetap semangat.
15. Teman – teman KKN Gedung Wani, yang telah memberikan motivasi
selama ini.

16. Serta semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah
membantu penulis dalam penyusunan laporan tugas akhir ini.
Akhir kata penulis berharap Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi banyak
pihak. Terima kasih.
Bandar Lampung, Oktober 2015
Penulis,

Lisa Ardiana Saputri

DAFTAR ISI

Halaman
ABSTRAK ...........................................................................................................

i

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................

iii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................

iv

LEMBAR PERSETUJUAN ...............................................................................

v

RIWAYAT HIDUP .............................................................................................

vi

MOTO DAN PERSEMBAHAN ........................................................................

viii

SANWACANA ....................................................................................................

x

DAFTAR ISI ......................................................................................................

xiii

DAFTAR TABEL ..............................................................................................

xv

DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................

xx

BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ............................................................................................

1

B. Kegunaan Produk .......................................................................................

2

C. Ketersediaan Bahan Baku...........................................................................

5

D. Analisis Pasar..............................................................................................

5

E. Lokasi Pabrik ..............................................................................................

10

BAB II PEMILIHAN DAN URAIAN PROSES
A. Jenis – Jenis Proses .....................................................................................

17

B. Pemilihan Proses .......................................................................................

18

C. Uraian Proses .............................................................................................

34

xiii

BAB III SPESIFIKASI BAHAN DAN PRODUK
A. Bahan Baku ...............................................................................................

37

B. Produk ........................................................................................................

39

BAB IV NERACA MASSA DAN ENERGI
A. Neraca Massa ............................................................................................

41

B. Neraca Energi ............................................................................................

46

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN
A. Peralatan Proses .........................................................................................

52

B. Peralatan Utilitas .......................................................................................

76

BAB VI UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH
A. Kebutuhan Air ...........................................................................................

107

B. Sistem Penyedia Steam .............................................................................

122

C. Unit Penyedia Udara Instrumen ................................................................

123

D. Unit Pembangkit Tenaga Listrik ...............................................................

124

E. Unit Pengadaan Bahan Bakar ...................................................................

124

F. Laboratorium.............................................................................................

125

G. Pengolahan Limbah ...................................................................................

131

BAB VII TATA LETAK DAN LOKASI PABRIK
A. Lokasi Pabrik ............................................................................................

133

B. Tata Letak Pabrik ......................................................................................

135

C. Prakiraan Areal Lingkungan .....................................................................

136

BAB VIII SISTEM MANAJEMEN DAN ORGANISASI PERUSAHAAN
A. Bentuk Perusahaan ..................................................................................

140

B. Struktur Organiasi Perusahaan ................................................................

143

C. Tugas dan Wewenang..............................................................................

146

xiv

D. Status Karyawan dan Sistem Penggajian ...............................................

154

E. Pembagian Jam Kerja Karyawan .............................................................

154

F. Penggolongan Jabatan dan Jumlah Karyawan ........................................

157

G. Kesejahteraan Karyawan .........................................................................

161

BAB IX INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI
A. Investasi ....................................................................................................

164

B. Evaluasi Ekonomi .....................................................................................

168

C. Discounted Cash Flow ..............................................................................

170

BAB X KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan .................................................................................................

172

B. Saran ...........................................................................................................

172

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI
LAMPIRAN C SPESIFIKASI PERALATAN
LAMPIRAN D UTILITAS
LAMPIRAN E INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI
LAMPIRAN F PERANCANGAN REAKTOR (RE-201)

xv

DAFTAR TABEL

Tabel

Halaman

1.1 Jumlah Kebutuhan Impor Indonesia ......................................................................

6

1.2 Jumlah Kebutuhan Negara Cina ............................................................................

7

1.3 Jumlah Kebutuhan Impor Negara Cina..................................................................

8

1.4 Jumlah Produksi diethanolamine di Cina ..............................................................

9

2.1 Harga Bahan Baku dan Produk ..............................................................................

20

2.2 Data Energi Pembentukan (ΔHf°) pada Suhu 25 oC .............................................

25

2.3 Data Cp (J/mol) masing-masing komponen ..........................................................

25

2.4 Data ∆Go (J/mol) masing –masing komponen pada 298 K ...................................

31

2.5 Perbandingan proses pembuatan diethanolamine ..................................................

33

4.1 Neraca massa reaktor (RE-201) .............................................................................

42

4.2 Neraca massa separator (SP-301) ..........................................................................

43

4.3 Neraca massa distilasi (DC-301) ...........................................................................

43

4.4 Neraca massa condenser (CD-302) .......................................................................

43

4.5 Neraca massa reboiler (RB-301) ...........................................................................

44

4.6 Neraca massa distilasi (DC-302)

.....................................................................

44

4.7 Neraca massa condenser (CD-303) .......................................................................

44

4.8 Neraca massa reboiler (RB-302) ...........................................................................

45

4.9 Neraca massa reaktor (RE-202) .............................................................................

45

4.10 Neraca massa distilasi (DC-303) .........................................................................

45

4.11 Neraca massa condenser (CD-304) .....................................................................

46

4.12 Neraca massa reboiler (RB-303) .........................................................................

46

4.14 Neraca energi heater (HE-101) ............................................................................

47

4.16 Neraca energi heater (HE-102) ............................................................................

47

4.18 Neraca energi heater (HE-103) ............................................................................

47

4.20 Neraca energi reaktor (RE-201) ...........................................................................

48

4.21 Neraca energi vaporizer (VP-301) .......................................................................

48

4.23 Neraca energi heater (HE-301) ............................................................................

48

4.24 Neraca energi condenser (CD-301) .....................................................................

49

4.25 Neraca energi distilasi (DC-301) .........................................................................

49

xv

4.27 Neraca energi cooler (CO-301) ...........................................................................

49

4.28 Neraca energi distilasi (DC-302) .........................................................................

49

4.29 Neraca energi reaktor (RE-202) ...........................................................................

50

4.31 Neraca energi distilasi (DC-303) .........................................................................

50

4.32 Neraca energi cooler (CO-302) ...........................................................................

50

4.33 Neraca energi cooler (CO-303) ...........................................................................

51

4.34 Neraca energi cooler (CO-304) ...........................................................................

51

4.35 Neraca energi heater (HE-302) ............................................................................

51

5.1 Spesifikasi Storage amoniak (ST – 101) ...............................................................

52

5.2 Spesifikasi Expander (EX-101) .............................................................................

52

5.3 Spesifikasi Heater (HE-101)..................................................................................

53

5.4 Spesifikasi ethylene oxide storage (ST-102) ........................................................

54

5.5 Spesifikasi Expander (EX-102) .............................................................................

54

5.6 Spesifikasi Heater (HE-102)..................................................................................

55

5.7 Spesifikasi Expander (EX-103) .............................................................................

55

5.8 Spesifikasi Heater (HE-103)..................................................................................

56

5.9 Spesifikasi Expander (EX-104) .............................................................................

57

5.10 Spesifikasi Reaktor (RE-201) .............................................................................

57

5.11 Spesifikasi Pompa Produk (P-301) ......................................................................

58

5.12 Spesifikasi Vaporizer (VP-301) ...........................................................................

59

5.13 Spesifikasi Separator (SP-301) ...........................................................................

59

5.14 Spesifikasi Condenser (CD-301) .........................................................................

60

5.15 Spesifikasi Expander (EX-301) ...........................................................................

60

5.16 Spesifikasi Heater (HE-301) ................................................................................

61

5.17 Spesifikasi Distilasi (DC-301) .............................................................................

61

5.18 Spesifikasi Reboiler (RB-301) .............................................................................

62

5.19 Spesifikasi Akumulator (AC-301) .......................................................................

62

5.20 Spesifikasi Condenser (CD-302) .........................................................................

63

5.21 Spesifikasi Cooler (CO-301)................................................................................

63

5.22 Spesifikasi Expander (EX-302) ...........................................................................

64

5.23 Spesifikasi Pompa (P-302)..................................................................................

64

5.24 Spesifikasi Distilasi (DC-302) .............................................................................

65

5.25 Spesifikasi Condenser (CD-303) .........................................................................

65

5.26 Spesifikasi Reboiler (RB-302) .............................................................................

66

xvi

5.27 Spesifikasi Akumulator (AC-302) .......................................................................

67

5.28 Spesifikasi Expander (EX-303) ...........................................................................

67

5.29 Spesifikasi Reaktor (RE-202) .............................................................................

68

5.30 Spesifikasi Distilasi (DC-303) .............................................................................

69

5.31 Spesifikasi Akumulator (AC-303) .......................................................................

69

5.32 Spesifikasi Condenser (CD-304) .........................................................................

70

5.33 Spesifikasi Reboiler (RB-303) .............................................................................

70

5.34 Spesifikasi Cooler (CO-302)................................................................................

71

5.35 Spesifikasi Cooler (CO-303)................................................................................

71

5.36 Spesifikasi Cooler (CO-304)...............................................................................

72

5.37 Spesifikasi Heater (HE-302)................................................................................

72

5.38 Spesifikasi Pompa (P-303)..................................................................................

73

5.39 Spesifikasi Pompa (P-304)..................................................................................

73

5.40 Spesifikasi Storage (ST-301) ..............................................................................

74

5.41 Spesifikasi Product Storage (ST-302) .................................................................

75

5.42 Spesifikasi Storage TEA (ST-303) ......................................................................

75

5.43 Spesifikasi Bak Sedimentasi (BS–401) ...............................................................

76

5.44 Spesifikasi Tangki Alum (ST–401) .....................................................................

76

5.45 Spesifikasi Tangki Kaporit (ST – 402) ................................................................

77

5.46 Spesifikasi Tangki Soda Kaustik (ST– 403) .....................................................................

78

5.47 Spesifikasi Klarifier (CF–401) .............................................................................

78

5.48 Spesifikasi Sand Filter (SF–401) .........................................................................

79

5.49 Spesifikasi Tangki Air Filter (FWT – 401)..........................................................

80

5.50 Spesifikasi Domestic Water Tank (DOWT – 401) ..............................................

80

5.51 Spesifikasi Hydran Water Tank (HWT–401) ......................................................

81

5.52 Spesifikasi Cooling Tower (CT–401) ..................................................................

82

5.53 Spesifikasi Tangki Asam Sulfat (ST–404) ..........................................................

82

5.54 Spesifikasi Tangki Dispersan (ST-405) ...............................................................

83

5.55 Spesifikasi Tangki Inhibitor (ST–406) ................................................................

84

5.56 Spesifikasi Cation Exchanger (CE–401) .............................................................

84

5.57 Spesifikasi Anion Exchanger (AE–401) ..............................................................

85

5.58 Spesifikasi Demin Water Tank (DWT–401) ........................................................

86

5.59 Spesifikasi Deaerator (DE–401) .........................................................................

86

5.60 Spesifikasi Tangki Hidrazin (ST–407) ................................................................

87

xvii

5.61 Spesifikasi Boiler (B-401) ...................................................................................

88

5.62 Spesifikasi Tangki Bahan Bakar (ST-408) ..........................................................

88

5.63 Spesifikasi Blower Steam (BS– 401) ...................................................................

89

5.64 Spesifikasi Air Dryer (AD – 401) ......................................................................

89

5.65 Spesifikasi Air Compressor (AC-401) .................................................................

90

5.66 Spesifikasi Cyclone (CYC-401)...........................................................................

90

5.67 Spesifikasi Blower Udara 2 (BU – 402) ...........................................................

91

5.68 Spesifikasi Blower Udara 3 (BU – 403) ...........................................................

91

5.69 Spesifikasi Blower Udara 4 (BU – 404) ...........................................................

91

5.70 Spesifikasi Blower Udara 5 (BU – 405) ............................................................

92

5.71 Spesifikasi Generator Listrik (GS-401) ...............................................................

92

5.72 Spesifikasi Pompa (PU – 401) .............................................................................

92

5.73 Spesifikasi Pompa (PU – 402) .............................................................................

93

5.74 Spesifikasi Pompa (PU – 403) .............................................................................

94

5.75 Spesifikasi Pompa (PU – 404) .............................................................................

94

5.76 Spesifikasi Pompa (PU – 405) .............................................................................

95

5.77 Spesifikasi Pompa (PU – 406) .............................................................................

95

5.78 Spesifikasi Pompa (PU – 407) .............................................................................

96

5.79 Spesifikasi Pompa (PU – 408) .............................................................................

97

5.80 Spesifikasi Pompa (PU – 409) .............................................................................

97

5.81 Spesifikasi Pompa (PU – 410) .............................................................................

98

5.82 Spesifikasi Pompa (PU – 411) .............................................................................

99

5.83 Spesifikasi Pompa (PU – 412) .............................................................................

99

5.84 Spesifikasi Pompa (PU – 413) .............................................................................

100

5.85 Spesifikasi Pompa (PU – 414) .............................................................................

100

5.86 Spesifikasi Pompa (PU – 415) .............................................................................

101

5.87 Spesifikasi Pompa (PU – 416) .............................................................................

102

5.88 Spesifikasi Pompa (PU – 417) .............................................................................

102

5.89 Spesifikasi Pompa (PU – 418) .............................................................................

103

5.90 Spesifikasi Pompa (PU – 419) .............................................................................

104

5.91 Spesifikasi Pompa (PU – 420) .............................................................................

104

5.92 Spesifikasi Pompa (PU – 421) .............................................................................

105

6.1 Kebutuhan Air Untuk Air Pendingin .....................................................................

109

6.2 Kebutuhan Air Untuk Air Umpan Boiler...............................................................

112

xviii

6.3 Kebutuhan Air Untuk Air Proses ...........................................................................

114

6.4 Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem .........................................................

130

6.5 Pengendalian Variabel Utama Proses ....................................................................

131

7.1 Perincian Luas Area Pabrik diethanolamine..........................................................

136

8.1 Jadwal Kerja Masing-Masing Regu .......................................................................

156

8.2 Perincian Tingkat Pendidikan ................................................................................

157

8.3 Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat Proses ...................................................

158

8.4 Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat Utilitas ..................................................

159

8.5 Perincian Jumlah Karyawan Berdasarkan Jabatan ................................................

159

9.1 Fixed Capital Investment .......................................................................................

165

9.2 Manufacturing Cost ...............................................................................................

166

9.3 General Expenses...................................................................................................

167

9.4 Hasil Analisa Kelayakan Ekonomi ........................................................................

170

xix

LAMPIRAN A
NERACA MASSA

LAMPIRAN B
NERACA PANAS

LAMPIRAN C
SPESIFIKASI ALAT

LAMPIRAN D
UTILITAS

LAMPIRAN E
INVESTASI DAN
EVALUASI EKONOMI

LAMPIRAN F
TUGAS KHUSUS
PERANCANGAN REAKTOR
(RE-201)

DAFTAR GAMBAR

Gambar

Halaman

1.1 Kebutuhan Impor Indonesia ......................................................................................
1.2 Jumlah Kebutuhan Negara China .............................................................................
1.3 Jumlah Kebuttuhan Impor Negara China .................................................................
1.4 Daerah Pemasaran DEA, PERTAMINA ..................................................................
1.5 Daerah Pemasaran DEA, Pupuk di Indonesia...........................................................
1.6 Ekspor DEA ke China ...............................................................................................
1.7 Daerah Pembangunan Pabrik Diethanolamine .........................................................
2.1 Diagram blok Proses Pembuatan Diethanolamin .....................................................
7.1 Peta Kalimantan Timur .............................................................................................
7.2 Lokasi Pabrik ............................................................................................................
7.3 Tata Letak Pabrik dan Fasilitas Pendukung ..............................................................
7.4 Tata letak alat proses .................................................................................................
8.1 Struktur Organisasi Perusahaan ................................................................................
9.1 Analisa Ekonomi Pabrik Diethanolamine ................................................................
9.1 Kurva Cummulative Cash Flow terhadap umur Pabrik ............................................

6
8
9
12
12
13
16
36
137
137
138
139
145
170
171

BAB I
PENDAHULUAN

A. Latar Belakang
Industri adalah sektor yang dapat menggerakan perekonomian nasional melalui
peningkatan nilai tambah, penguatan struktur indsutri, penyediaan lapangan
kerja dan peluang usaha di dalam negeri. Industri di Indonesia berkembang
sangat pesat, khususnya industri detergen, sampo, sabun, kosmetik, bahan
pembersih, dan tekstil. Industri – industri tersebut melakukan inovasi untuk
memenuhi kebutuhan masyarakat. Salah satu bahan baku yang digunakan
sebagai surfaktan dalam industri detergen adalah diethanolamine, yang
berfungsi juga sebagai penyerap karbondioksida dalam pengolahan gas alam,
dan penyerapan sulfur dalam pengolahan minyak. Diethanolamine merupakan
secondary product dari ethanolamine, yang memiliki bentuk padatan putih di
bawah titik leleh yaitu 82℉ (28℃), dan berbentuk cairan kental jika berada di
atas titik leleh. Diethanolamine larut dalam air dan etanol, titik didih tinggi,
dapat menyerap air dan karbon dioksida dari udara, uap diethanolamine
menimbulkan iritasi mata, kulit dan pernapasan. Ethanolamine dibuat pada
tahun 1860 oleh Wurtz dari ethylene chlorohydrin dan larutan amonia. Pada
akhir abad ke-19 campuran ethanolamine kemudian dipisahkan ke komponen

2

monoethanolamine, diethanolamine, dan triethanolamine, dengan distilasi
fraksional.
Ethanolamine tidak tersedia secara komersial sebelum 1930-an, kemudian
berkembang sebagai intermediate yang penting setelah tahun 1945 karena
adanya pergantian bahan baku ethylene chlorohydrin dengan etilen
oksida. Sejak pertengahan 1970-an, telah memungkinkan untuk produksi
triethanolamine sangat murni, tidak berwarna dalam industri. Semua
ethanolamine sekarang dapat diperoleh secara ekonomis dalam bentuk yang
sangat murni. Ethanolamine memiliki fungsi yang penting yaitu sebagai
produksi emulsifiers, bahan baku pembuatan detergen, bahan kimia tekstil,
purifikasi gas, dan agrochemichals.
Di Indonesia belum didirikan industri yang memproduksi diethanolamine baik
sebagai produk utama maupun produk intermediet atau produk samping.
Pendirian pabrik diethanolamine memiliki beberapa alasan yaitu untuk
mengurangi impor, menambah devisa negara dengan melakukan ekspor,
mendorong industri lain memanfaatkan diethanolamine, selain itu juga dapat
membuka lapangan pekerjaan untuk lulusan tingkat SMA, kejuruan maupun
S1 yang sesuai dengan bidangnya.
B. Kegunaan Produk
Diethanolamine (N(C2H4OH)2) diproduksi secara bersama – sama dengan
monoethanolamine

(N(C2H4OH))

dan

triethanolamine

(N(C2H4OH)3)

komposisi produk sangat bergantung pada kondisi operasi dari proses tersebut.
1. Diethanolamine
Diethanolamine memiliki beberapa manfaat diantaranya

3

a. Agricultural Chemical
Diethanolamine digunakan sebagai building block dalam agrochemical
(Glyphosphate). Diethanolamine mulai digunakan dalam agrochemical
pada tahun 1996, sebagai pembentuk bahan intermediet yang digunakan
dalam proses pembuatan glyposphate yaitu Iminodiacetic Acid (IDA),
dengan melalui proses dehidrogenasi diethanolamine dengan Copper
sebagai katalis.
b. Corrosion inhibitor
Diethanolamine

merupakan

komponen

yang

terpenting

dalam

pencegahan korosi, selain itu juga sebagai pendingin untuk mesin mobil,
dan sebagai zat adiktif dalam oli.
c. Detergents
Dietahanolamine direaksikan dengan fatty acid menghasilkan surfaktan
non-ionik yang digunakan sebagai bahan foam boosting dan dalam
campuran bahan surfaktan lain, yang berguna sebagai cairan pencuci
piring, pembuatan sampo, detergent.
d. Bahan perekat
DEA dan TEA digunakan pada bahan perekat phenol formaldehyde
untuk memperkuat ikatan, stabilitas dalam penyimpanan.
e. Sweetening gas
Sweet gas yaitu gas alam yang tidak mengandung atau relative kecil
mengandung impurities dan gas-gas kontaminan seperti H2S dan CO2.
Sehingga gas alam harus mengalami treatment sebelum digunakan untuk
menghilangkan kontaminan yang terkandung didalamnya. Kontaminan

4

itu merupakan karbon dioksida dan asam sulfida, dimana karbondioksida
dalam gas bumi dapat menurunkan nilai panas campuran gas tersebut,
karena karbondioksida tidak memiliki kandungan energi. Selain itu,
dengan adanya air, karbondioksida akan berubah menjadi asam karbonat
yang dapat menimbulkan korosi peralatan. Pada gas bumi dalam jaringan
pipa transmisi dan distribusi, kandungan CO2 dibatasi sekitar 2%. Gas
bumi sering kali mengandung senyawa sulfur yang dapat berbentuk asam
sulfida, merkaptan, carbonil sufida, dan disulfida. Asam sulfida maupun
produk pembakarannya, SO2 dan SO3, merupakan gas beracun. Fluida
yang mengandung air dan asam sulfida dapat membentuk asam sulfat
yang bersifat korosif. Bisa juga terbentuk besi sulfida yang bersifat
katodik terhadap besi dan dapat menyebabkan tingkat korosi yang berat.
Kandungan asam sulfida sebaiknya tidak melebihi 0,25 grain per 100 ft3
gas. Salah satu pelarut yang

digunakan dalam menghilangkan

kontaminan tersebut adalah DEA. DEA bereaksi dengan karbon dioksida
dan hidrogen sulfida pada temperatur kamar.
f. Diethanolamine membentuk morpholine dengan cyclization asam sulfat.
2. Monoethanolamine
MEA digunakan dalam penyerapan gas karbon dioksida, pembuatan
detergen karena dapat memberikan efek pembalikan alkalinitas, menetralisir
asam lemak, sebagai bahan anti berkarat pada besi atau logam, serta dipakai
dalam industri tekstil.
3. Triethanolamine

5

TEA digunakan dalam campuran tinta serta pada kemurnian yang tinggi
digunakan dalam tinta monograf standar Amerika, industri kosmetik,
pertanian, perawatan logam.
C. Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku yang digunakan dalam memproduksi diethanolamine adalah
ethylene oxide dan amoniak. Ethylene oxide diperoleh dari PT. Chandra Petro
Chemichal Cilegon, Banten dengan kapasitas 600.000 ton/tahun, sedangkan
ammonia diperoleh dari PT. Pupuk Kaltim dengan kapasitas 595.000
ton/tahun. Tabel di bawah ini merupakan spesifikasi bahan baku ethylene oxide
dan ammonia:
a. Ethylene Oxide
Kemurnian

: 97%

Bentuk

: Cair

Air

: 3%
(PT. Chandra Asri, 2014).

b. Ammonia
Kemurnian

: 99,5%

Bentuk

: Cair

Air

: 0,5%
(PT. Pupuk Kaltim, 2014).

D. Analisis Pasar
Kapasitas ethanolamine di dunia pada tahun 1989 mencapai 692.000 ton, dan
untuk

kebutuhan

industri.

Indonesia

melakukan

impor

terhadap

diethanolamine untuk memenuhi kebutuhan diethanolamine. Berdasarkan data

6

Badan Pusat Statistik didapatkan bahwa impor Indonesia mengalami kenaikan
sesuai dengan tabel di bawah ini:
Tabel 1.1. Jumlah kebutuhan impor Indonesia
Tahun
Tahun Ke
Jumlah Kebutuhan Impor Indonesia (kg)
2009
1
2.158.226
2010
2
2.266.480
2011
3
2.361.679
2012
4
2.490.850
2013
5
2.883.159
Sumber: Badan Pusat Statistik, 2014.
3500000

Data Impor (Ton)

3000000
2500000
2000000

y = 167424x + 2E+06
R² = 0,8918

1500000
1000000
500000
0
0

1

2

3

4

5

6

Tahun ke

Gambar 1.1. Kebutuhan Impor Indonesia
Sumber: Badan Pusat Statistik, 2014.
Berdasarkan grafik di atas didapatkan persamaan Y yang memiliki nilai R
tertinggi, sehingga diperkirakan pada tahun 2020 kebutuhan diethanolamine di
Indonesia sebesar 4009,088 ton. Di Indonesia belum terdapat pabrik yang
memproduksi diethanolamine, sehingga produksi Indonesia tidak ada.
Konsumsi diethanolamine di Indonesia pada sektor industri pupuk, industri
minyak dan industri kosmetik. Pada industri pupuk diethanolamine digunakan
sebagai katalis dalam penyerapan gas CO2, industri pupuk ini adalah PT.
PUSRI dengan jumlah 523,455 ton/tahun, PT. Pupuk Kujang sebesar 705,6

7

ton/tahun, PT. Pupuk Kaltim 500 ton/tahun, PT. Pupuk Iskandar Muda 1.000
ton/tahun. PERTAMINA menggunakan Methyl Diethanolamine dalam amine
treatment dengan kosentrasi 15% maka jumlah diethanolamine yang
digunakan 399,168 ton/tahun. Dalam industri kosmetik diethanolamine
digunakan sebagai surfaktan salah satuya adalah cocamide diethanolamine,
salah satu kosmetik yang menggunakan ini adalah Skin Care Cosmetic yang
digunakan sebagai penghasil busa dalam cleanser pencuci muka dengan
kandungan 5%, sehingga jumlah kebutuhan 120 ton/tahun. Sehingga total
kebutuhan Indonesia terhadap diethanolamine adalah 3.288,208 ton/tahun.
Selain Indonesia, negara Cina juga melakukan impor diethanolamine untuk
pemenuhan kebutuhan industri, diethanolamine banyak digunakan untuk
industri herbisida dan surfaktan. Tabel di bawah ini merupakan data serta
grafik impor untuk negara Cina.
Tabel 1.2. Jumlah Kebutuhan Negara Cina
No. Tahun
Jumlah(Kg)
1.
2005
87.051.000
2.
2006
90.367.000
3.
2007
93.684.000
4.
2008
97.000.000
5.
2009
100.316.000
6.
2010
106.949.000
7.
2011
116.897.000
8.
2012
130.162.000
9.
2013
137.000.000
Sumber : China Chemical Reporter, 2014.

8

Jumlah Kebutuhan DEA (Kg)

160000
140000
120000
100000
80000
y = 6259,3x - 1E+07
R² = 0,9293

60000
40000
20000
0
2004

2006

2008

2010

2012

Tahun

2014
Series1
Linear…

Gambar 1.2. Jumlah Kebutuhan Negara Cina
Sumber : China Chemical Reporter, 2014.
Berdasarkan grafik di atas maka dapat diperkirakan jumlah impor negara Cina
pada tahun 2020 sesuai dengan persamaan Y, sebesar 2.643.786 ton.
Tabel 1.3. Jumlah Kebutuhan Impor Negara Cina
No.
Tahun Jumlah Impor (Kg)
1
2005
48.360.000
2
2006
60.898.000
3
2007
76.687.000
4
2008
82.846.000
5
2009
95.600.000
6
2010
96.535.000
7
2011
97.090.000
8
2012
98.511.000
9
2013
98.658.000
Sumber : China Chemical Reporter, 2014.

9

120000

Jumlah DEA (Ton)

100000
y = 6142,1x - 1E+07
R² = 0,824

80000
60000
40000
20000

0
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Tahun Ke
Series1

Linear (Series1)

Gambar 1.3. Jumlah Kebutuhan Impor Negara Cina
Sumber : China Chemical Reporter, 2014.
Berdasarkan grafik di atas didapatkan persamaan Y yang memiliki nilai R
tertinggi, sehingga diperkirakan pada tahun 2020 jumlah impor sebesar
2.407.042 ton. Produksi diethanolamine di Cina terdapat di tabel di bawah ini:
Tabel 1.4. Jumlah Produksi diethanolamine di Cina
Manufacturer
Fushun Northern Chemical Co., Ltd.
Jilin Proteleum and chemical Branch of CNPC
Jiangsu Yixing Yinyan Chemical Co., Ltd
Gaoqiao Petroluem and Chemical Company of
Sinopec
5.
Maoming Petroleum and Chemical Shihua Ci., Ltd.
6.
Sinopec Qingjiang Petroleum and Chemical
Company
7.
Jiaxing Jinyan Chemical C0., Ltd
8.
Shanghai Fujia Fine Chemical Co., Ltd
Jumlah Produksi
Sumber : Chemical Weekly, 2010.
No.
1.
2.
3.
4.

Production Capacity
6.000 ton/tahun
1.160 ton/tahun
4.000 ton/tahun
900 ton/tahun
1.200 ton/tahun
400 ton/tahun
10.000 ton/tahun
12.000 ton/tahun
35.660 ton/tahun

Kebutuhan negara Cina yang belum terpenuhi pada tahun 2020 adalah
KKBT = DK – DI – DP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(1)

10

Keterangan:
KBT : Jumlah kebutuhan diethanolamine belum terpenuhi (ton)
DK : Data kebutuhan tahun 2020 (ton)
DI : Data Impor 2020 (ton)
DP : Data produksi 2020 (ton)
KBT = 2.643.786 ton – 2.407.042 ton – 35.666 ton
= 201.078 ton
Kapasitas pabrik diethanolamine yang akan didirikan di Indonesia dihitung
berdasarkan jumlah kebutuhan Indonesia dan jumlah kebutuhan negara Cina
yang belum terpenuhi, sehingga kapasitas pabrik adalah 34.000 ton/tahun, yang
akan memenuhi kebutuhan impor indonesia 100%, dan kebutuhan Cina 15%.
Sehingga dengan kapasitas ini diharapkan:
1. Dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri, sehingga mengurangi impor dari
negara lain.
2. Dapat

melakukan

ekspor

ke

negara

lain

yang

membutuhkan

diethanolamine, sehingga meningkatkan devisa negara.
3. Memicu berdirinya industri lain yang memiliki bahan baku diethanolamine.
4. Membuka lapangan pekerjaan baru sehingga dapat mengurangi jumlah
pengangguran.
E. Lokasi Pabrik
Penentuan lokasi pabrik sangat penting pada suatu perancangan karena akan
berpengaruh secara langsung terhadap kelangsungan hidup pabrik. Secara

11

singkat dapat dikatakan bahwa orientasi perusahaan dalam menentukan lokasi
pabrik yaitu untuk mendapatkan keuntungan teknis dan ekonomis yang
seoptimal mungkin. Selain itu juga lokasi pabrik ini dapat memberikan
kemungkinan-kemungkinan perluasan pabrik dan memberikan keuntungan
untuk jangka panjang. Berdasarkan faktor-faktor di bawah ini maka pabrik
yang akan didirikan berlokasi di Bontang Kalimantan Timur, dengan
pertimbangan sebagai berikut :
1. Ketersediaan Bahan baku
Lokasi pabrik sebaiknya dekat dengan penyediaan bahan baku, untuk
menghemat biaya transportasi. Bahan baku dari pembuatan diethanolamine
adalah amoniak dan etilen oksida. Kabupaten Bontang merupakan salah
satu daerah penghasil amoniak di Kalimantan Timur , salah satu pabrik yang
memproduksi amoniak adalah PT. Pupuk Kaltim, sedangkan etilen oksida
diperoleh dari PT Chandra Asri Cilegon.
2. Daerah Pemasaran
Lokasi yang dibutuhkan adalah lokasi yang dekat dengan pusat
perdagangan, dekat dengan negara yang menjadi tujuan ekspor dan
memudahkan produk untuk diperjual belikan. Bontang memiliki tata letak
yang cukup strategis yaitu terletak pada jalan trans Kalimantan Timur dan
berbatasan langsung dengan Selat Makasar yang merupakan Alur Laut
Kepulauan

Indonesia

II

(ALKI

II)

dan

Internasional

sehingga

menguntungkan dalam mendukung interaksi wilayah Kota Bontang dengan
wilayah lain diluar Kota Bontang baik dalam skala nasional, regional

12

maupun internasional. Di bawah ini merupakan daerah pemasaran
diethanolamine:

Gambar 1.4. Daerah pemasaran DEA, PERTAMINA.

Gambar 1.5. Daerah pemasaran DEA, PT. Pupuk di Indonesia.

13

Ket:
China
Indonesia

Gambar 1.6. Ekspor DEA ke China
3. Transportasi
Alat pengangkutan bahan berupa sarana dan prasarana sangat dibutuhkan
untuk membantu proses jual beli. Pelabuhan yang terdapat di Kalimantan
Timur yaitu pelabuhan PT. Badak, PT. Pupuk Kalimantan Timur dan PT.
Indominco Mandiri serta pelabuhan Tanjung Laut, dan pada tahun 2011
dibangun pelabuhan laut yang terletak di Kelurahan Loktuan, Kec. Bontang
Utara berbatasan dengan selat makasar dekat pelabuhan milik PKT dan
pelabuhan tersebut nantinya adalah sebagai pelabuhan umum. Dengan
demikian diharapkan dapat mempermudah proses pendistribusian bahan
baku dan produk.
4. Tenaga Kerja
Tenaga kerja merupakan salah satu kebutuhan dalam pabrik, untuk
membantu proses poduksi. Tenaga kerja direkrut melalui :

14



Masyarakat sekitar kawasan dan provinsi



Tenaga Ahli yang berasal dari provinsi dan luar provinsi

Jenjang pendidikan tenaga kerja yang direkrut juga bervariasi, sesuai
dengan kebutuhan pabrik. Tenaga kerja yang dibutuhkan dapat diperoleh
dari Bontang, karena Bontang merupakan salah satu pusat perekonomian di
Kalimantan. Upah minimum propinsi Kalimantan timur cukup tinggi,
yaitu sebesar Rp 2.125.000 pada tahun 2015 .
5. Penyediaan Utilitas
Pada proses produksi dibutuhkan sarana dan prasarana seperti penyediaan
listrik dan air bersih. Pasokan listrik direncanakan berasal dari PLN, dimana
PLN di Bontang bersumber pada Pembangkit Tenaga Listrik Tenaga Diesel
dengan kapasitas produksi listrik 81.974,56 KWh, daya yang terpasang
28.275 KVA. PLTMG dengan daya 2 x 7 MW yang dioperasikan mulai
2009 selain itu juga pada tahun 2010 PLN membangun interkoneksi dengan
Mahakam. Sedangkan untuk air bersih dapat diperoleh dari PDAM dengan
jumlah sambungan rumah (pelanggan) yang dilayani sampai dengan tahun
2008 adalah sebanyak 10.975 sambungan rumah. Kapasitas produksi air
minum pada tahun 2008 sebesar 4.225.195,14 m3 dengan kapasitas
terapasang sebesar 335 liter/detik. Selain itu juga telah dibangun 12 Deep
Weel yang diharapkan akan memperbesar kapasitas terpasang tiap satuan
liter/detiknya. Sehingga dapat membantu memenuhi kebutuhan utilitas
pabrik selain ditunjang dari sungai Mahakam.
6. Letak geografis

15

Kota Bontang terletak antara 117o23’ Bujur Timur – 117o38’ Bujur Timur
serta diantara 0o01 Lintang Utara – 0o012’ Lintang Utara. Wilayah Kota
Bontang didominasi oleh lautan. Kota Bontang memiliki wilayah daratan
seluas 147,8 Km2 ( 29,70 % ), sedangkan luas wilayah seluruhnya 497,57
Km2. Secara klimatologi, Kota Bontang memiliki iklim tropis yang sama
dengan wilayah lainnya di Indonesia pada umumnya. Wilayah Kota
Bontang termasuk daerah khatulistiwa dan dipengaruhi iklim tropis basah
dengan ciri-ciri khas hujan terjadi di sepanjang tahun dengan suhu rata-rata
24°-33°C. Oleh karena itu, hampir tidak memiliki perbedaan pergantian
musim hujan dan kemarau. Angin musim Barat pada umumnya terjadi pada
bulan November-April dan musim angin timur terjadi pada bulan MeiOktober. Da