Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Linier Alkyl Benzen Sulfonat (LAS) dari Linier Alkylbenzen (LAB) Dengan Proses Sulfonasi Kapasitas 85.000 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN LINEAR ALKYLBENZENE SULFONATE (LAS)

DARI LINEAR ALKYLBENZENE (LAB) DENGAN PROSES

SULFONASI KAPASITAS 85.000 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh :

070425004

AHMAD KADIRUN

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

LEMBAR PENGESAHAN

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN LINEAR ALKYLBENZENE

SULFONATE (LAS) DARI LINEAR ALKYLBENZENE (LAB) DENGAN

PROSES SULFONASI KAPASITAS 85.000 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR Oleh : NIM 070425004 AHMAD KADIRUN

Telah Diperiksa/Disetujui,

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

(Dr.Eng Irvan, MSi)

NIP.19680820199501 1 001 NIP. 196812141999792 2 002 (Ir. Renita Manurung, MT)

Mengetahui

Koordinator Tugas Akhir

NIP.19680820199501 1 001 (Dr.Eng. Irvan, Msi)

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

KATA PENGANTAR

Puji Syukur penulis ucapkan kepada Allah Yang Maha Kuasa karena atas kehendak dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Linier Alkyl Benzen Sulfonat (LAS) dari Linier Alkylbenzen (LAB) Dengan Proses Sulfonasi

Kapasitas 85.000 Ton/Tahun”. Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi salah

satu syarat mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Tugas akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu ayahanda dan ibunda, serta keluarga tercinta yang merupakan bagian hidup penulis yang senantiasa mendukung dan mendoakan dari sejak penulis lahir hingga sekarang.

Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis banyak menerima bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Eng. Irvan, Msi sebagai dosen pembimbing I yang telah membimbing dan memberi masukan selama menyelesaikan tugas akhir

2. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai dosen pembimbing II yang telah membimbing dan memberi masukan selama menyelesaikan tugas akhir 3. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, MT sebagai koordinator tugas akhir Departemen

Teknik Kimia Fakultas Teknik USU.

4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai ketua Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik USU.

5. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, Ibu Dr. Ir. Iriany, Msi dan Bapak Ir. Indra Surya, MSc sebagai Dosen Penguji

7. Rekan satu tim penulis, Alamsyah Sipahutar dan Abang Marwan Asnawi. Rekan-rekan stambuk 2007, 2008, 2009 Teknik Kimia Ekstension.

Penulis menyadari dalam penyusunan tugas akhir ini masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari pembaca yang konstruktif demi kesempurnaan penulisan tugas akhir ini. Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Desember 2009 Penulis

INTISARI

Linier Alkilbenzen Sulfonat (LAS) diperoleh melalui reaksi

sulfonasi antara Alkilbenzen sulfonat dengan Oleum pada suhu 46

o

C

dan tekanan 1 atm dan dinetralisasi dengan larutan NaOH dalam

reaktor mixed flow. Pabrik LAS ini direncanakan akan berproduksi

dengan kapasitas 85.000 ton/tahun atau setara dengan 10.732,3275

kg/jam produk LAS dan direncanakan beroperasi selama 330 hari

dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat mengurangi

ketergantungan Indonesia terhadap produk impor.

Lokasi pabrik direncanakan di daerah Asahan, Provinsi

Sumatera Utara dengan luas areal 11.560 m

2

, tenaga kerja yang

dibutuhkan berjumlah 206 orang dengan bentuk badan usaha

Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Direktur utama

dengan struktur organisasi sistem garis dan staf.

Hasil analisa ekonomi Pabrik LAS adalah :

- Total Modal Investasi : Rp 1.804.711.828.878,83,- - Total Biaya Produksi : Rp 3.135.838.935.519,14,- - Hasil Penjualan : Rp. 3.759.958.630.806.- - Laba Bersih : Rp 436.901.286.700,- - Profit Margin (PM) : 16,60 %

- Break Even Point (BEP) : 46,18 % - Return on Investment (ROI) : 24,21 %

- Pay Out Time (POT) : 4,13 tahun - Internal Rate of Return (IRR) : 35,68 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa

pabrik pembuatan LAS layak untuk didirikan.

DAFTAR ISI

Hal

KATA PENGANTAR ...i

INTISARI ... ii

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR GAMBAR ... x BAB I PENDAHULUAN ... I-1 1.1 Latar Belakang... I-1 1.2 Perumusan Masalah ... I-2 1.3 Tujuan Rancangan ... I-3 1.4 Manfaat Perancangan ... I-3 BAB II TINJUAN PUSTAKA ... II-1 2.1 Surfaktan ... II-1 2.2 Konsumsi Surfaktan Dunia ... II-2 2.3 Surfaktan Anionik ... II-3 2.3.1 Linier Alkil Benzen Sulfonat ... II-3 2.3.2 Oleum ... II-4 2.3.3 Asam Sulfat... II-5 2.4 Sifat- sifat Bahan Baku ... II-5 2.4.1 Sifat-Sifat Alkil Benzen ... II-5 2.4.2 Sifat-Sifat Oleum 20% ... II-6 2.4.3 Sifat-Sifat Natrium Hidsoksida ... II-6 2.4.4 Sifat-Sifat Air... II-7 2.4.5 Sifat-Sifat Linier Alkilbenzen Sulfonat... II-8 2.5 Dasar – dasar Pemilihan Proses ... II.8 2.6 Deskripsi Proses... II.9 2.6.1 Proses Sulfonasi ... II.9 2.6.2 Proses Pemisahan ... II.9 2.6.3 Proses Netralisasi ... II-10 2.6.4 Proses Pengeringan ... II-10 BAB III NERACA MASSA...III-1 BAB IV NERACA PANAS ... IV-1 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... V-1 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1 6.1 Instrumentasi ... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja ... VI-10 6.2.1 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan LAS ... VI-11 6.2.2 Pencegahan Dan Penaggulangan Bahaya Kebakaran

dan Ledakan... VI-14 BAB VII UTILITAS ... VII-1 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) ... VII-1 7.2 Kebutuhan Air ... VII-2

7.2.4 Demineralisai ... VII-6 7.2.5 Dearator ... VII-9 7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ... VII-9 7.4 Kebutuhan Listrik ... VII-10 7.5 Keperluan Bahan Bakar ... VII-10 7.6 Unit Pengolahan Limbah ... VII-11 7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas ... VII-15 7.7.1 Screening ... VII-16 7.7.2 Bak Sedimentasi ... VII-17 7.7.3 Clarifier ...VII-17 7.7.4 Tangki Filtrasi ... VII-18 7.7.5 Tangki Utilitas TU-01 ... VII-18 7.7.6 Penukar Kation ... VII-18 7.7.7 Penukar Anion ... VII-19 7.7.8 Tangki Pelarutan Alum ... VII-19 7.7.9 Tangki Pelarutan Soda Abu ... VII-20 7.7.10 Tangki Pelarutan NaCl ... VII-20 7.7.11 Tangki Pelarutan NaOH ... VII-20 7.7.12 Tangki Pelarutan Kaporit ... VII-21 7.7.13 Tangki Utilitas TU-02 ... VII-21 7.7.14 Dearator ... VII-22 7.7.15 Ketel Uap ... VII-22 7.7.16 Pompa Screening ... VII-22 7.7.17 Pompa Sedimentasi ... VII-23 7.7.18 Pompa Clarifier ... VII-23 7.7.19 Pompa Filtrasi ... VII-23 7.7.20 Pompa Utilitas TU-01 ... VII-23 7.7.21 Pompa NaCl ... VII-24 7.7.22 Pompa Kation ... VII-24 7.7.23 Pompa Anion ... VII-24 7.7.24 Pompa Utilitas (PU-10) ... VII-24 7.7.25 Pompa Utilitas (PU-11) ... VII-25 7.7.26 Pompa Utilitas (PU-12) ... VII-25 7.7.27 Pompa Refrigator ... VII-25 7.7.28 Pompa Dearator ... VII-25 7.7.29 Pompa Kaporit ... VII-26 7.7.30 Pompa Alum ... VII-26 7.7.31 Pompa Soda Abu ... VII-26 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1 8.1 Lokasi Pabrik ... VIII-1 8.1.1 Faktor Utama ... VIII-1 8.1.2 Faktor Khusus ... VIII-2 8.2 Tata Letak Pabrik ... VIII-6 8.3 Perincian Luas Tanah ... VIII-8 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... IX-1 9.1 Organisasi Perusahaan ... IX-1

9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ... IX-3 9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf ... IX-3 9.2 Manajemen Perusahaan... IX-3 9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ... IX-4 9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ... IX-6 9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS)... IX-6 9.4.2 Dewan Komisaris ... IX-6 9.4.3 Direktur ... IX-6 9.4.4 Staf Ahli ... IX-7 9.4.5 Sekretaris ... IX-7 9.4.6 Manajer Pemasaran ... IX-7 9.4.7 Manajer Keuangan ... IX-7 9.4.8 Manajer Umun dan Personalia ... IX-7 9.4.9 Manajer Teknik ... IX-7 9.4.10 Manajer Produksi ... IX-8 9.4.11 Kepala Bagian Pemasaran ... IX-8 9.4.12 Kepala Bagian Keuangan ... IX-8 9.4.13 Kepala Bagian Personalia ... IX-8 9.4.14 Kepala Bagian Umum ... IX-8 9.4.15 Kepala Bagian Mesin ... IX-8 9.4.16 Kepala Bagian Listrik ... IX-9 9.4.17 Kepala Bagian Proses ... IX-9 9.4.18 Kepala Bagian Utilitas ... IX-9 9.4.19 Kepala Bagian Administrasi ... IX-9 9.5 Sistem Kerja ... IX-9 9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ... IX-12 9.7 Sistem Penggajian ... IX-13 9.8 Fasilitas Tenaga Kerja ... IX-14 BAB X ANALISA EKONOMI ... X-1 10.1 Modal Investasi... X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment (FCI) ... X-1 10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC)...X-3 10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ... X-3

10.2.1 Biaya Tetap/ Fixed Cost (FC) ... X-4 10.2.2 Biaya Variabel(BV)/ Variable Cost (VC) ... X-4 10.3 Total Penjualan (Total Sales) ... X-5 10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ... X-5 10.5 Analisa Aspek Ekonomi... X-5 10.5.1 Profit Margin (PM) ... X-5 10.5.2 Break Even Point (BEP) ... X-5 10.5.3 Return of Investment (ROI) ... X-6 10.5.4 Pay Out Time (POT) ... X-6 10.5.5 Unternal Rate of Return (IRR) ... X-7 BAB XI KESIMPULAN ... XI-1 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN D PERHITUNGAN PERALATAN UTILITAS ... LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN EKONOMI ... LE-1

INTISARI

Linier Alkilbenzen Sulfonat (LAS) diperoleh melalui reaksi

sulfonasi antara Alkilbenzen sulfonat dengan Oleum pada suhu 46

o

C

dan tekanan 1 atm dan dinetralisasi dengan larutan NaOH dalam

reaktor mixed flow. Pabrik LAS ini direncanakan akan berproduksi

dengan kapasitas 85.000 ton/tahun atau setara dengan 10.732,3275

kg/jam produk LAS dan direncanakan beroperasi selama 330 hari

dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat mengurangi

ketergantungan Indonesia terhadap produk impor.

Lokasi pabrik direncanakan di daerah Asahan, Provinsi

Sumatera Utara dengan luas areal 11.560 m

2

, tenaga kerja yang

dibutuhkan berjumlah 206 orang dengan bentuk badan usaha

Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang Direktur utama

dengan struktur organisasi sistem garis dan staf.

Hasil analisa ekonomi Pabrik LAS adalah :

- Total Modal Investasi : Rp 1.804.711.828.878,83,- - Total Biaya Produksi : Rp 3.135.838.935.519,14,- - Hasil Penjualan : Rp. 3.759.958.630.806.- - Laba Bersih : Rp 436.901.286.700,- - Profit Margin (PM) : 16,60 %

- Break Even Point (BEP) : 46,18 % - Return on Investment (ROI) : 24,21 %

- Pay Out Time (POT) : 4,13 tahun - Internal Rate of Return (IRR) : 35,68 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa

pabrik pembuatan LAS layak untuk didirikan.

BAB I PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Perkembangan industri kimia diharapkan dapat merangsang pertumbuhan ekonomi dan industri. Tujuannya adalah untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, dan juga untuk memberikan lapangan pekerjaan bagi masyarakat Indonesia sehingga dapat meningkatkan taraf hidup masyarakat. Pembangunan industri juga ditujukan untuk memperkokoh struktur ekonomi nasional dengan keterkaitan yang kuat dan saling mendukung antar sektor, meningkatkan daya tahan perekonomian nasional, dan mendorong berkembangnya kegiatan berbagai sektor pembangunan lainnya.

Dalam pembangunan sektor industri makin berperan sangat strategis karena merupakan motor penggerak pembangunan. Sektor ini diharapkan disamping sebagai penyerap tenaga kerja terbesar, penghasil devisa, juga sebagai pemacu pertumbuhan ekonomi yang tinggi dalam upaya mencapai tinggal landas. Hal ini akan dapat dicapai jika kita menyadari adanya peluang dan tantangan dalam liberalisasi perdagangan dunia dan kemampuan kita untuk mengatasi hambatan dalam pembangunan sektor industri. Untuk mencapai tujuan tersebut di atas dapat dilakukan dengan mengurangi impor bahan-bahan kimia dan memacu peningkatan pemanfaatan bahan industri dalam negeri (Anonim1. 2008.

Detergen merupakan surfaktan yang sangat luas penggunaannya baik untuk keperluan rumah tangga maupun industri. Akhir-akhir ini produksi detergen meningkat menjadi sekitar 7 juta ton per tahun. Jenis surfaktan yang paling banyak digunakan dalam detergen adalah tipe anionik dalam bentuk Sulfonate (SO3-). Menurut Grayson, berdasarkan rumus struktur kimianya, detergen golongan Sulfonate dibedakan menjadi dua jenis yaitu jenis rantai bercabang sebagai contoh Alkyl Benzene Sulfonate (ABS), dan jenis rantai lurus Linear

Alkylbenzene Sulfonate (LAS). (Lynn,2005)

dibutuhkan oleh masyarakat banyak. Keadaan ini tentunya juga berdampak positif terhadap industri bahan bakunya, termasuk yang cukup penting sebagai bahan aktif adalah Linear Alkylbenzene Sulfonate.

Linear Alkylbenzene Sulfonate dengan rumus C12H25C6H4-SO3Na suatu

senyawa yang dihasilkan dengan mereaksikan antara Linear Alkylbenzene (C12H25C6H5) dan oleum (H2SO4.SO3) di dalam reaktor. Linear Alkylbenzene Sulfonate dalam bidang industri banyak digunakan sebagai bahan aktif pembuatan

deterjen sintetis, selain itu juga banyak digunakan sebagai bahan baku pembuat bahan pembersih seperti pembersih lantai, peralatan rumah tangga yang memakai bahan kimia ini.

Besarnya kapasitas produksi pembuatan Linear Alkylbenzene Sulfonate ini ditentukan berdasarkan kebutuhan dalam negeri. Berdasarkan data dari badan pusat statistik (BPS), kebutuhan impor Linear Alkylbenzene Sulfonate di Indonesia semakin meningkat tahun 1999-2006 yang dapat dilihat pada tabel 1.1

Tabel 1.1 Data Impor Sodium Alkylbenzene Sulfonate di Indonesia

No. Tahun Kebutuhan (ton/Tahun) 1 1999 141.325

2. 2000 146.155 3. 2001 154.030 4. 2002 164.642 5. 2003 174.356 6. 2004 180.737 7. 2005 181.152 8. 2006 185.142

( Badan Pusat Statistik (BPS) Sumatera Utara, 2008)

1.2 Rumusan Masalah

Kebutuhan bahan surfaktan seperti Linear alkylbenzene Sulfonate (LAS) mengalami peningkatan setiap tahun. Melihat hal ini, Indonesia memiliki peluang untuk memproduksi surfaktan tersebut baik untuk kebutuhan ekspor maupun kebutuhan dalam negeri. Untuk tujuan tersebut maka pra rancangan pabrik pembuatan Linear alkybenzene Sulfonate dengan proses sulfonasi ini perlu.

1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik

Tujuan pra rancangan pabrik pembuatan Linear alklylbenzene Sulfonate (LAS) dengan proses sulfonasi adalah untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kimia yang meliputi neraca massa, neraca energi, spesifikasi peralatan, operasi teknik kimia, utilitas dan bagian ilmu teknik kimia lainnya, juga untuk memenuhi aspek ekonomi dalam pembiayaan pabrik sehingga memberikan gambaran kelayakan pra rancangan pabrik pembuatan Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS). Tujuan lain yang ingin dicapai adalah terbukanya lapangan kerja dan memacu rakyat untuk meningkatkan produksi dalam negeri yang pada akhirnya akan meningkatkan kesejahteraan rakyat.

1.4 Manfaat Perancangan

Manfaat atau kontribusi yang diberikan oleh pabrik pembuatan Linear

alklyl benzene Sulfonate (LAS) dari Linear alkylbenzene (LAB) adalah seperti

berikut ini.

1. Manfaat bagi perguruan tinggi.

a. Sebagai sumber informasi untuk penelitian-penelitian dan perancangan selanjutnya tentang proses pembuatan Linear alkylbenzene Sulfonate (LAS).

b. Sebagai bahan aplikasi bagi mahasiswa dari teori-teori yang di dapat dalam perkuliahan.

2. Manfaat bagi pemerintah.

a. Untuk memenuhi kebutuhan Linear alkylbenzene Sulfonate (LAS) di Indonesia.

b. Menambah pendapatan bagi daerah/Negara, misalnya dari pajak, ekspor, bea cukai, dan lain sebagainya.

3. Manfaat bagi masyarakat.

a. Meningkatkan kesempatan kerja, yang berarti menurunkan jumlah pengangguran di Indonesia.

b. Membuka pemikiran masyarakat terhadap perkembangan sains dan teknologi.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Surfaktan

Surfaktan adalah zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan (antar muka), atau zat yang dapat menaik dan menurunkan tegangan permukaan.

Tegangan permukaan adalah gaya dalam dyne yang bekerja pada permukaan sepanjang 1 cm dan dinyatakan dalam dyne/cm, atau energi yang diperlukan untuk memperbesar permukaan atau antarmuka sebesar 1 cm2 dan dinyatakan dalam erg/cm2. Surface tension umumnya terjadi antara gas dan cairan sedangkan Interface tension umumnya terjadi antara cairan dan cairan lainnya atau kadang antara padat dan zat lainnya (namun hal ini belum diteliti) (anonim 2.http://smk3ae.wordpress.com,2009).

Surfaktan atau surface active agent merupakan suatu molekul amphipatic atau amphiphilic yang mengandung gugus hidrofilik dan lipofilik dalam satu molekul yang sama. Secara umum kegunaan surfaktan adalah untuk menurunkan tegangan permukaan, tegangan antarmuka, meningkatkan kestabilan partikel yang terdispersi dan mengontrol jenis formasi emulsi, yaitu misalnya oil in water (O/W) atau water in oil (W/O).

Sifat-sifat surfaktan adalah mampu menurunkan tegangan permukaan, tegangan antarmuka, meningkatkan kestabilan partikel yang terdispersi dan mengontrol jenis formasi emulsi (misalnya oil in water (O/W) atau water in oil (W/O)). Disamping itu, surfaktan akan terserap ke dalam permukaan partikel minyak atau air sebagai penghalang yang akan mengurangi atau menghambat penggabungan (coalescence) dari partikel yang terdispersi. Surfaktan dibagi menjadi empat bagian penting dan digunakan secara meluas pada hampir semua sektor industri modern. Jenis-jenis surfaktan tersebut adalah surfaktan anionik, surfaktan kationik, surfaktan nonionik dan surfaktan amfoterik. Surfaktan anionik adalah senyawa yang bermuatan negatif dalam bagian aktif permukaan

(surface-bagian aktif permukaan (surface-active) atau gugus antar muka hidrofobiknya (hydrofobic surface-active). Surfaktan nonionik adalah surfaktan yang tidak bermuatan atau tidak terjadi ionisasi molekul. Surfaktan amfoterik adalah surfaktan yang mengandung gugus anionik dan kationik, dimana muatannya bergantung kepada pH, pada pH tinggi dapat menunjukkan sifat anionik dan pada pH rendah dapat menunjukkan sifat kationik (Kent, 2007).

2.2 Konsumsi Surfaktan dunia

Konsumsi surfaktan diseluruh dunia pada tahun 2003 ditunjukkan pada tabel 1 Sebagian besar di dunia, sabun masih merupakan surfaktan yang utama yang dimanfaatkan untuk mencuci tekstil dan digunakan juga sebagai pelindung. Detergen sintetik pada dasarnya digunakan pada daerah-daerah seperti Amerika Utara, Eropa Barat dan jepang. Surfaktan anionik mendominasi pasar surfaktan dunia. Pada umumnya yang termasuk surfaktan anionik adalah LAS, AS, dan AES. Kelas yang terbesar kedua adalah surfaktan non anionik misal APE dan AE.

Tabel 2.1 Konsumsi Surfaktan Dunia tahun 2003

Surfaktan Miliar lbs Sabun 19,8

LAS 6,4

BAB 0,4

AES 1,8

AS 1,3

APE 1,3

Quats 1,1

Lainnyaa 5,3 Amphoterics 0,2 Total 37,6 a

2.3 Surfaktan Anionik

2.3.1 Linear Alkyl Benzene Sulfonate

Alkylbenzene merupakan bahan baku dasar untuk membuat Linear Alkylbenzene

sulfonate. Linear alkylbenzene sulfonate disebut juga dengan nama acid slurry. Acid slurry merupakan bahan baku kunci dalam pembuatan serbuk deterjen

sintetik dan deterjen cair. Alkylbenzene disulponasi menggunakan asam sulfat, oleum atau SO3(g). Linear Alkylbenzene sulfonate diperoleh dengan variasi proses

yang berbeda pada bahan yang aktif, bebas asam, warna maupun viskositas. Bahan baku utama untuk membuat acid slurry adalah dodecyl benzene, linear

alkyl benzene.

Nama Kimia Acid Slurry

a. D.D.B.S.-Dodecyl Benzene Sulphonate b. L.A.B.S-Linear Alkyl Benzene Sulphonate

(NIIR Board, 2004)

Alkylbenzene Sulfonates (ABS) merupakan bahan baku kunci pada industri

deterjen selama lebih dari 40 tahun dan berjumlah kira-kira 50 persen volum total surfaktan anionik sintetik. Linear alkylbenzene Sulfonates (LAS) digunakan secara luas menggantikan Branch alkylbenzene sulfonates (BAB) dalam jumlah besar yang ada didunia karena LAS merupakan bahan deterjen yang lebih biodegradabilitas dibandingkan BAB. Produk umumnya dipasarkan berupa asam bebas (free acid) atau yang dinetralkan dengan basa kuat seperti sodium hidroksida yang ditambahkan kedalam slurry, yang umumnya dalam bentuk pasta. Sebagian besar pasta di produksi pada sprayed-dried menghasilkan serbuk deterjen. Pasta bisa juga di proses dengan drum-dried menjadi serbuk atau flake atau spray dried menjadi butir-butir halus yang memiliki densitas rendah. Bentuk kering LAS digunakan terutama pada industri dan produk kebersihan.

Agar berguna sebagai surfaktan, pertama Alkylbenzene harus disulfonasi. Untuk proses sulfonasi biasanya digunakan Oleum dan SO3 . Sulfonasi dengan

oleum memerlukan biaya peralatan yang relatif tidak mahal dan bisa dijalankan dengan proses batch atau continuous. Bagaimanapun ia juaga memiliki kerugian

yang disebabkan oleh asam sulfat Proses oleum biasanya menghasilkan 90 % ABS, 6 sampai 10 % asam sulfat, dan 0,5 hingga 1 % minyak yang tidak mengalami proses sulfonasi. (Kent and Riegels, 2007)

Proses sulfonasi dengan tipe batch memiliki empat unit proses dasar untuk netralisasi antara lain yaitu sulfonation, digestion, dilution, dan phase

separation.Pada tahap sulfonasi, alkylbenzene dan oleum dicampur pada tekanan

1 atm inert. Reaksi sulfonasi berlangsung dengan eksotermik tinggi. Dan perpindahan panas tercapai dengan menggunakan reaktor jacket dan atau adanya resirkulasi pemakaian ulang penukar panas. Variabel kunci dalam mengontrol luas reaksi dan warna produk adalah temperatur, keluaran asam, waktu reaksi dan perbandingan oleum dengan alkylate. Kemudian produk meninggalkan zona sulfonasi yang kemudian dilanjutkan proses digested 15 sampai 30 menit agar reaksi berlangsung secara sempurna. Setelah proses digested, kemudian campuran dilarutkan (diluted) dengan air untuk menyempurnakan raksi. Produk kemudian diumpankan ke dalam tangki separator yang berdasarkan pada gravitasi pada lapisan asam sulfat yang keluar dari asam sulfonate ringan. Waktu separasi bergantung pada konfigurasi tangki separator, viskositas asam sulfat, temperatur dan tingkat aerasi dalam aliran umpan. (Bassam, 2005)

2.3.2 Oleum

Sulphur trioksida (SO3) hampir tidak dapat larut dalam air, tetapi mudah

larut dalam asam sulfat pekat (H2SO4) (konsentrasi > 98%). Hasil dari campuran

ini adalah dinamakan oleum. Oleum tergantung pada persentase dari sulfur trioksida di dalam larutan. Penggunaan yang paling umum untuk oleum adalah sintesa organik. Oleum diproduksi secara industri dengan proses kontak, dimana sulfur trioksida mengandung gas yang melalui sebuah tower oleum. Tower yang mengandung gas mengalami resirkulasi oleum dan asam sulfat yang mana membasahi sulphur trioksida. 30-60% sulphur trioksida berada dalam bentuk gas yang diabsorbsi karena pembatasan tekanan uap oleum. Karena absorbsi tdak lengkap, gas yang meninggalkan tower absorbsi oleum harus diproses didalam sebuah tower asam sulfat tersebut.

Tergantung pada konsentrasi produk yang diinginkan, Tower dibasahi dengan 22% atau 35% oleum pada temperatur 40-50OC (104-122OF). Dengan penambahan konsentrasi asam sulfat dari absorber untuk memperoleh konsentrasi oleum yang diinginkan. Oleum akhir didinginkan pada sebuah alat penukar panas. (Anonim 3, www. K-PATENTS.COM,2008).

2.3.3 Asam Sulfat (H2SO4)

Asam sulfat adalah suatu padatan, cairan yang tidak berwarna pada temperatur kamar. Asam sulfat merupakan senyawa kimia yang sangat aktif dan secara luas yang digunakan dalam jumlah yang besar. Asam anorganik yang kuat ini juga tidak mahal untuk diproduksi.

Konsentrasi ekonomi larutan asam sulfat (H2SO4) kira-kira 93%-berat

H2SO4. Asam kuat boleh dibuat dengan melarutkan SO3 98-99% dengan asam.

(Anonim 3, www.K-PATENTS.COM,2008).

2.4 Sifat-sifat Bahan Baku dan Produk

Sifat fisika bahan baku, bahan penunjang, dan produk dapat dilihat pada tabel di bawah ini :

2.4.1 Sifat – sifat Alkyl Benzene

Sifat Fisik Alkyl Benzene Rumus Molekul Berat Molekul Titik Didih Titik Leleh Densitas Wujud

Energi Panas Pembentukan Kapasitas Panas

Viskositas

: C12H25C6H5

: 246,435 Kg/kmol : 327,61 OC

: 2,78 OC : 855,065 Kg/m3 : Cair

: 1787,0 KJ/mol : 750,6 Kkal/kmol OC : 12 Cp

Mengalami reaksi sulfonasi dengan penambahan Oleum menjadi linear

Alkylbenzene sulfonate (Sumber : Kirk & Othmer, 1981)

2.4.2 Sifat – sifat Oleum 20%

Sifat Fisik Oleum sebagai berikut : Rumus Molekul Berat Molekul Titik Didih Titik Leleh Densitas Wujud Warna Viskositas

: H2SO4.SO3

: 178,14 Gr/mol : 138 OC

: 21 OC : 1930 Kg/m3 : Cair

: Tidak berwarna : 8,7 Cp

Sifat kimia Oleum 20% :

• Oleum bersifat menarik air dan mudah larut dalam air

• Oleum sangat korosif dan mudah meledak

• Bahan pengoksidasi yang sangat kuat

Sumber : kirk & othmer, 1981

2.4.3 Sifat – sifat Natrium Hidroksida (NaOH)

Rumus Molekul Berat Molekul Titik Didih Titik Leleh Temperatur Kritis Tekanan Kritis Kapasitas Panas Densitas Panas Pembentukan Wujud Warna : NaOH : 40 gr/mol : 1390 OC : 323 OC : 2546,85 OC : 249,998 atm : -36,56 Kkal/kg.OC : 1090,41 kg/m3 : -47,234 Kkal/kmol : Padat, Kristal higroskopis : Putih

Sifat Kimia Natrium Hidroksida :

NaOH merupakan zat berwarna putih dan rapuh dengan cepat dapat mengabsorbsi uap air dan CO2 dari udara, kristal NaOH berserat membentuk anyaman.

• NaOH mudah larut dalam air, jika kontak dengan udara akan mencair dan jika dibakar akan meleleh.

Sumber : Perry, 1984: Kirk & Othmer, 1981

2.4.4 Sifat – sifat Air

Rumus Molekul Berat Molekul Titik Didih Titik Beku Densitas Wujud Viscositas Panas Ionisasi Panas Diffusi

Konstanta Dielektrik Panas Spesifik Konstanta disosiasi Tegangan Permukaan

: H2O

: 18 gr/mol : 100 OC : 0 OC

: 0,998 kg/m3 : Cair

: 23,87 Cp : 55,71 kJ/mol : 6,00 kJ/mol : 77,94 : 4,179 J/gOC : 10-4

: 71,79 Dyne/cm

Sifat Kimia Air :

• Bersifat polar dan merupakan elektrolit lemah

• Pelarut yang baik bagi senyawa organik

• Merupakan senyawa polar karena memiliki pasangan elektron polar

2.4.5. Sifat – sifat Linear Alkylbenzene Sulfonate

Rumus Molekul Berat Molekul Titik Didih Titik Leleh Densitas Wujud

Kapasitas Panas Warna

Viskositas

: C12H25C6H4SO3Na

: 348 gr/mol : 637 OC : 277 OC : 1198,4 kg/m3 : Cair

: 0,6 Kcal/kg.K : Bening : 23,87 Cp

Sifat Kimia Linear AlkylBenzene Sulfonate • Sangat larut dalam air

• Bersifat sebagai surfaktan, berbusa

Sumber: http//:

2.5. Dasar - dasar pemilihan proses

Proses pembuatan Linear alkylbenzene Sulfonate dapat dilakukan melalui proses sulfonasi, yaitu dengan cara mereaksikan alkylbenzene dengan oleum atau H2SO4. Proses sulfonasi dengan menggunakan oleum dan H2SO4 memiliki

beberapa perbedaan dan persamaan, antara lain :

Tabel 2.2 Perbedaan Oleum dengan Asam Sulfat

Oleum 20% H2SO4

1. Jika oleum digunakan 1 bagian dalam reaksi

2. Laju reaksi dengan oleum lebih cepat daripada menggunakan Asam sulfat

3. Dalam reaksi alkylbenzene dapat terkonversi hingga 98%

Asam sulfat yang digunakan 1.5 lebih banyak dari oleum

Laju reaksi dengan asam sulfat lebih lambat daripada oleum

Dalam reaksi alkylbenzene dapat terkonversi hingga 90%

4. Produk samping yang dihasilkan lebih sedikit

5. Peralatan yang digunakan untuk kedua proses sama

banyak

Peralatan yang digunakan untuk kedua proses sama

Sumber: NIIR BOARD,2004

Berdasarkan pertimbangan kondisi operasi diatas, maka proses sulfonasi dengan menggunakan oleum memiliki lebih banyak keuntungan daripada menggunakan Asam sulfat sebagai bahan baku proses. Jadi bahan baku yang digunakan dalam proses sulfonasi ini adalah oleum 20%.

2.6 Deskripsi Proses

Proses pembuatan Linear alkylbenzene Sulfonate terdiri dari beberapa tahap yaitu:

2.6.1 Proses sulfonasi

Alkylbenzene pada Tangki (F-113) dan oleum pada Tangki (F-114) dipompakan ke Tangki Sulfonator (R-110) yang sebelumnya dipanaskan dalam Heater 1 (E-111) dan Heater 2 (E-116) hingga mencapai suhu 46 oC,selanjutnya Alkylbenzene dan oleum yang berada di dalam Tangki Sulfonator (R-110) dicampur secara perlahan-lahan. Sulfonator beroperasi pada suhu 46OC dan tekanan 1 atm (14,7 psia), waktu tinggal dalam sulfonateor 4 jam dengan konversi 98%. Reaksi yang terjadi adalah reaksi eksotermis.

C12H25C6H5 + SO3 + H2SO4→ C12H25C6H4SO3H + H2SO4

Alkylbenzene Oleum 20% Alkylbenzene Sulfonate

2.6.2 Proses Pemisahan

Campuran dari sulfonateor dicampur dengan air di dalam mixer (M-118) untuk mencegah reaksi samping dan membantu memisahkan antara campuran asam sulfonate dengan asam sulfat dalam Dekanter I (H-120) dan Dekanter II (H-123)

Campuran larutan Alkylbenzene Sulfonate, H2SO4, Alkylbenzene yang

asam sulfat akan terpisah sebagai lapisan atas dan asam sulfonate sebagai lapisan bawah. Selain berdasarkan perbedaan densitas pemisahan asam sulfat dan

alkylkbenzene Sulfonate pada dekanter karena kedua larutan ini tidak saling larut.

Asam sulfat sebagai lapisan bawah kemudian dipompa ke tangki penyimpan (F-124) sedangkan asam sulfonate dipompa ke Heat Exchanger (E-211) untuk dipanaskan.

2.6.3 Proses Netralisasi

Alkylbenzene Sulfonate dinetralisasi menggunakan larutan NaOH 20 % di dalam Netralizer (R-210). Netralizer beroperasi pada temperatur 55 0C dan tekanan 1 atm dengan konversi 99 %. Reaksi yang terjadi adalah reaksi eksotermis sehingga diperlukan jaket pendingin, dimana reaksinya sebagai berikut :

C12H25C6H4SO3H + NaOH → C12H25C6H4SO3Na + H2O

Alkylbenzene Sulfonate Sodium Alkylbenzene sulfonate

Hasil yang keluar dari netralizer berupa Sodium Alkylbenzene sulfonate dan Natrium sulfonate berbentuk slurry.

2.6.4 Proses Pengeringan

Pada proses pengeringan, Slurry yang berasal dari tangki netralizer dipompakan kedalam spray dryer (D-310). Kemudian Slurry di kontakkan dengan udara panas yang berasal dari furnace pada temperatur 300 oC, dimana pengeringan berlangsung cepat menghasilkan produk berbentuk powder. Powder dari Spray

Dryer (D-310) terdiri dari 96 % bahan aktif surfaktan (Sodium Alkylbenzene

BAB III

NERACA MASSA

Kapasitas Produksi : 85.000 ton/tahun Waktu Operasi : 330 hari/tahun Basis Perhitungan : 1 jam operasi Satuan Operasi : kg/jam

3.1 Reaktor Sulfonator (R-110)

Tabel 3.1 Neraca Massa Total Pada Reaktor

Komponen Masuk (Kg/jam) Keluar (Kg/Jam)

Alur 2 Alur 4 Alur 5

C12H25C6H5 8.316,887 166,338

C12H24 41,793 41,793

H2SO4 10.683,481 10.683,481

SO3 2.704,679 54,094

H2O 135,234 135,234

C12H25C6H4SO3H 10.801,135

Sub Total 8.358,681 13.523,394 21.882,075

Total 21.882,075 21.882,075

3.2 Mixing Tank (M-118)

Tabel 3.2 Neraca Massa pada Mixing Tank

Komposisi Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 5 Alur 6 Alur 7

C12H25C6H5 166,338 166,338

C12H24 41,793 41,793

H2SO4 10.683,481 10.749,746

C12H25C6H4SO3H 10.801,135 1.0801,135

Sub Total 21.882,075 3.160,802 25.042,877

Total 2.5042,877 2.5042,877

3.3 DEKANTER I (H-120)

Tabel 3.3 Neraca Massa pada Dekanter I

Komposisi Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 7 Alur 8 Alur 9

C12H25C6H5 166,338 8,317 158,021

C12H24 41,793 2,090 39,704

H2SO4 10.749,746 10.212,259 537,487

H2O 3.283,865 3.119,672 164,193

C12H25C6H4SO3H 10.801,135 540,057 10.261,078

Sub Total 25.042,877 13.882,394 11.160,483

Total 25.042,877 25.042,877

3.4 DEKANTER II (H-123)

Tabel 3.4 Neraca Massa pada Dekanter II

Komposisi Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 9 Alur 10 Alur 12

C12H25C6H5 158,021 7,901 150,120

C12H24 39,704 1,985 37,719

H2SO4 537,487 510,613 26,874

H2O 164,193 155,984 8,210

C12H25C6H4SO3H 10.261,078 513,054 9.748,024

Sub Total 11.160,483 1.189,537 9.970,947

3.5 TANGKI PELARUTAN (M-214)

Tabel 3.5 Neraca Massa pada Tangki Pelarutan

Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 14 Alur 15 Alur 16

NaOH 1.206,054 1.206,054

H2O 24,613 4.799,603 4.824,216

Sub Total 1.230,667 4.799,603 6.030,270

Total 6.030,270 6.030,270

3.6 TANGKI NETRALIZER (R-210)

Tabel 3.6 Neraca Massa pada Netralizer

Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 13 Alur 17 Alur 18

C12H25C6H5 150,120 150,120

C12H24 37,719 37,719

H2SO4 26,874

H2O 8,210 4.824,216 5.375,150

NaOH 1.206,054

C12H25C6H4SO3H 9.748,024 97,480

Na2SO4 38,940

C12H25C6H4SO3Na 10.301,808

Sub Total 9.970,947 6.030,270 16.001,217

3.7 SPRAY DRYER (D-310)

Tabel 3.7 Neraca Massa pada Spray Dryer

Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam) Alur 18 Alur 19 Alur 20

C12H25C6H5 150,120 150,120

C12H24 37,719 37,719

H2O 5.375,150 5.375,150

C12H25C6H4SO3H 97,480 97,480

Na2SO4 38,940 38,940

C12H25C6H4SO3Na 10.301,808 10.301,808

Udara panas 91.817,594 91.817,594

Sub total 16.001,217 91.817,594 107.818,812

Total 107.818,812 107.818,812

3.8 Cyclone (H-311)

Tabel LA.8 Neraca Massa pada Cyclone

Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 20 Alur 21 Alur 22

C12H25C6H5 150,120 150,120

C12H24 37,719 37,719

H2O 5.375,150 5.268,890 106,261

C12H25C6H4SO3H 97,480 97,480

Na2SO4 38,940 38,940

C12H25C6H4SO3Na 10.301,808 10.301,808

Udara Panas 91.817,594 91.817,594

Sub Total 107.818,812 97.086,484 10.732,327

BAB IV NERACA PANAS

Pra rancangan pabrik pembuatan Sodium Alkylbenzen sulfonat direncanakan beroperasi paa basis perhitungan 1 jam operasi dengan Satuan operasi dalam kJ/jam dan temperatur referensi 25oC .

Tabel 4.1 sampai dengan 4.8 di bawah ini menunjukkan hasil perhitungan neraca panas untuk setiap unit

4.1 Heater I (E-111)

Tabel 4.1 Perhitungan Neraca Panas pada heater I (E-111)

Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 1 Alur 2

C12H25C6H5(l) 89.972,0896 380.606,5249

C12H24(l) 452,1446 1.931,1252

Q 292.113,4160

Total 382.537,6501 382.537,6501

4.2 Heater II (E-116)

Tabel 4.2 Perhitungan Neraca Panas pada heater II (E-116)

Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 3 Alur 4

H2SO4(l) 78.156,8858 331.114,1568

SO3(l) 25.132,3464 106.367,1479

H2O(l) 2.815,1623 11.851,2361

Q 343.228,1463

4.3 Reaktor Sulfonator (R-110)

Tabel 4.3 Neraca Panas Reaktor Sulfonator (R-110)

Komponen Alur masuk (kJ/jam) Alur Keluar (kJ/jam)

Alur 2 Alur 4 Alur 5

C12H25C6H5(l) 380.606,5249 7,612,1424

C12H24(l) 1.931,1252 1.931,1252

H2SO4(l) 331.114,1568 331.114,1568

SO3(l) 106.367,1479 2.127,3595

H2O(l) 11.851,2361 11.851,2361

C12H25C6H4SO3H(l) 596.282,2902

Del Hr -145.215.682,9562

Q -145.096.634,8370

Sub Total -144.714.097,1869 449.332,5408 -144.264.764,6461

Total -144.264.764,6461 -144.264.764,6461

4.4 Mixer (M-118)

Tabel 4.4 Neraca Panas pada Mixer (M-118)

Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Alur 5 Alur 6 Alur 7

C12H25C6H5(l) 7.612,1424 6.520,3561

C12H24(l) 1.931,1252 1.651,2157

H2SO4(l) 331.114,1568 283.541,2144

SO3 2.127,3595

H2O(l) 11.851,2361 39.466,6428 246.729,9317

C12H25C6H4SO3H(l) 596.282,2902 511.434,8696

del Hr -59.492,6525

Sub Total 950.918,3102 39.466,6428 990.384,9350

Total 990.384,9350 990.384,9350

4.5 Heater III (E-211)

Tabel 4.5 Perhitungan Neraca Panas pada heater III (E-211)

Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 12 Alur 13

C12H25C6H5(l) 58.84,6196 9.852,8913

C12H24(l) 1.490,2545 2.512,9275

H2SO4(l) 713,2401 1.195,6407

H2O(l) 616,,8502 1.029,0671

C12H25C6H4SO3H(l) 461.569,9538 768.778,2118

Steam 313.093,8202

Total 783.368,384 783.368,7384

4.6 Heater IV (E-212)

Tabel 4.6 Perhitungan Neraca Panas pada heater IV (E-212)

Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)

Alur 16 Alur 17

NaOH(l) 10.402,2158 62.413,2945

H2O(l) 100.425,5658 604.682,3223

Steam 556.267,8352

4.7 Reaktor Netralizer (R-210)

Tabel 4.7 Perhitungan Neraca Panas pada Reaktor Netralizer (R-210)

Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Alur 13 Alur 17 Alur 18

C12H25C6H5(l) 9852,8913 9.852,8913

C12H24(l) 2512,9275 2.512,9275

H2SO4(l) 1195,6407

H2O(l) 1029,0671 604682,3223 673.738,1130

Na2SO4(l) 1.054,6707

C12H25C6H4SO3H(l) 768778,2118 7.687,7632

C12H25C6H4SO3Na(l) 768.195,1655

NaOH 62413,2945

del Hr -23.138.894,8987

Q 23126317,7227 9.852,8913

Sub total 22.342.948,9843 667.095,6168 -21.675.853,3675

4.8 Spray Dryer (D-310)

Tabel 4.8 Perhitungan Neraca panas Spray Dryer (D-310)

Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)

Alur 18 Alur 19 Alur 21 Alur 22

C12H25C6H5 9852,8913 25101,1125

C12H24 2512,9275 6567,1792

H2O 673738,1130 33483,2422

Na2SO4(l) 1054,6707 2636,6768

C12H25C6H4SO3H 7687,7632 19219,4080

C12H25C6H4SO3Na 768195,1655 1920487,913

H2O (gas) 4941797,6441 Udara panas 25428411,744 19911235,449 del HVL 30924,6481

Sub Total 1463041,531 25428411,744 24883957,741 2007495,532

BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN

1. Tangki Penyimpanan (F-113)

Fungsi : Menyimpan Alkil benzene untuk kebutuhan 30 hari Jenis : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Jumlah : 10 unit

Kondisi : Suhu = 30 oC Tekanan = 1 atm Dimensi Tangki

- Silinder : Tinggi = 11,91 m Diameter = 8,9325 m Tebal = 1 1/3 in - Tutup : Jenis = ellipsoidal

Tinggi = 2,2331 m Tebal = 1 1/3 in

Bahan : Low alloy steel, SA-353

2. Tangki Penyimpanan Oleum (F-114)

Fungsi : Menyimpan Oleum untuk kebutuhan 30 hari

Jenis : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Jumlah : 10 Unit

Kondisi : Suhu = 30 oC Tekanan = 1 atm Dimensi Tangki

-Silinder : Tinggi = 10,87078 m Diameter = 8,15308 m Tebal = 2 in

- Tutup : Jenis = ellipsoidal Tinggi = 2,03827 m

Bahan : Stainless steel, SA-240, Grade A

3. Tangki Penyimpanan H2SO4 (F-124)

Fungsi : Menampung H2SO4 untuk selama 30 hari

Jenis : Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal Jumlah : 10 unit

Kondisi : Suhu = 30 oC Tekanan = 1 atm Dimensi Tangki

- Silinder : Tinggi = 11,641054 m Diameter = 8,730787 m Tebal = 2 in

- Tutup : Jenis = ellipsoidal Tinggi = 2,182696 m Tebal = 2 in

Bahan : Stainless steel, SA-240, Grade A

4. Gudang Penyimpanan (F-314)

Fungsi : Menampung Produk Linier Alkilbenzen Sulfonat selama 10 hari

Tipe : Bangunan Beratap Jumlah : 1 unit

Kondisi : Suhu = 30 oC Tekanan = 1 atm Dimensi Bangunan

- Panjang = 56,25 m - Lebar = 23 m - Tinggi = 6 m

5. Pompa 1 (L-112)

Fungsi : Mengalirkan Alkilbenzen ke Reaktor Sulfonasi (R-110) Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 2 unit

Kapasitas : 0,0027015 m3/s Daya Motor : 0,5 hp

Bahan : Commercial steel

6. Pompa 2 (L-115)

Fungsi : Mengalirkan oleum ke Reaktor sulfonasi (R-110) Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 2 unit

Kapasitas : 0,001986 m3/s Daya Motor : 0,5 hp

Bahan : Commercial steel

7. Pompa 3 (L-117)

Fungsi : Mengalirkan Larutan alkilbenzen sulfonat ke mixing tank Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 2 unit

Kapasitas : 0,004182 m3/s Daya Motor : 1 hp

Bahan : Commercial steel

8. Pompa 4 (L-119)

Fungsi : Mengalirkan Larutan alkilbenzen sulfonat ke decanter I Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 2 unit

Kapasitas : 0,0049805 m3/s Daya Motor : 0,5 hp

9. Pompa 5 (L-121)

Fungsi : Mengalirkan Larutan alkilbenzen sulfonat ke decanter II Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 2 unit

Kapasitas : 0,0029808 m3/s Daya Motor : 0,5 hp

Bahan : Commercial steel

10.Pompa 6 (L-122)

Fungsi : Mengalirkan Larutan asam sulfat ke tangki H2SO4

Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 2 unit

Kapasitas : 0,0025208 m3/s Daya Motor : 2 hp

Bahan : Commercial steel

11.Pompa 7 (L-125)

Fungsi : Mengalirkan Larutan alkilbenzen sulfonat ke reaktor sulfonasi (R-210)

Jenis : Pompa sentrifugal Jumlah : 2 unit

Kapasitas : 0,0027767 m3/s Daya Motor : 0,5 hp

Bahan : Commercial steel

12.Pompa 8 (L-213)

Fungsi : Mengalirkan Larutan NaOH ke reaktor sulfonasi (R-210) Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 2 unit

Kapasitas : 0,00137576 m3/s Daya Motor : 0,5 hp

13.Pompa 9 (L-218)

Fungsi : Mengalirkan Larutan LAS ke menuju Drier (D-310) Jenis : Pompa sentrifugal

Jumlah : 2 unit

Kapasitas : 0,0021308 m3/s Daya Motor : 2 hp

Bahan : Commercial steel

14.Reaktor Sulfonisasi (R-110)

Fungsi : Tempat terjadi reaksi antara alkilbenzen dengan oleum yang menghasilkan Alkilbenzen sulfonat

Tipe : Mixed flow reactor

Bentuk : Silinder vertical dengan alas dan tutup ellipsoidal Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi : Suhu = 46 oC Tekanan = 1 atm Dimensi Reaktor

- Silinder : Tinggi = 5,47995 m Diameter = 3,653301 m Tebal = ¼ in - Tutup : Jenis = ellipsoidal

Tinggi = 0,22833 m Tebal = ¼ in

- Pengaduk : Jenis = Turbin impeller daun enam Jumlah Buffle = 4 buah

Diameter Impeller = 1,22 m Daya Motor = 17 hp - Jaket Pendingin : Diameter = 3,91531 m

15.Reaktor Netralisasi (R-210)

Fungsi : Tempat terjadi reaksi antara Alkilbenzen sulfonat dengan NaOH

Tipe : Mixed flow reactor

Bentuk Silinder vertical dengan alas dan tutup ellipsoidal Jumlah : 1 unit

Kondisi Operasi : Suhu = 55 oC Tekanan = 1 atm Dimensi Reaktor

- Silinder : Tinggi = 5,50375 m Diameter = 3,66916 m Tebal = 3/16 in - Tutup : Jenis = ellipsoidal

Tinggi = 0,22932 m Tebal = 3/16 in

- Pengaduk : Jenis = Turbin impeller daun enam Jumlah Buffle = 4 buah

Diameter Impeller = 1,22 m Daya Motor = 12,5 hp - Jaket Pendingin : Diameter = 3,93029 m

Tebal Jaket = 1/3 in

16.Mixer (M-118)

Fungsi : Tempat pencampuran hasil reaksi sulfonasi dengan air Jenis : Tangki berpengaduk dengan tutup dan alas ellipsoidal Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 17,9396 m3

Kondisi Operasi : Suhu = 43,0754 o C Tekanan = 1 atm Dimensi Mixer

Tebal = ¼ in - Tutup : Jenis = Ellipsoidal

Tinggi = 0,3293 m Tebal = ¼ in

- Pengaduk : Jenis = Duoble helical ribbon impeller Baffle = 4 buah

Diameter = 0,65859 m Kecepatan Putaran = 1 putaran/s Daya Motor = 30 hp Bahan : Stainless steel, SA-240, Grade A

17.Mixer (M-214)

Fungsi : Tempat melarutkan NaOH dengan air

Jenis : Tangki berpengaduk dengan tutup dan alas ellipsoidal Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 4,95275 m3

Kondisi Operasi : Suhu = 30 o C Tekanan = 1 atm Dimensi Mixer

- Silinder : Tinggi = 4,2884 m Diameter = 1,2865 m Tebal = ¼ in - Tutup : Jenis = Ellipsoidal

Tinggi = 0,21442 m Tebal = ¼ in

- Pengaduk : Jenis = Duoble helical ribbon impeller

Baffle = 4 buah Diameter = 0,42884 m Kecepatan Putaran = 1 putaran/s Daya Motor = 2 hp

18.Hopper (F-217)

Fungsi : Menyimpan NaOH untuk kebutuhan 10 hari

Jenis : Silinder vertical dengan alas conical dan tutup datar Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 170,90592 m3

Kondisi : Suhu = 30 oC Tekanan = 1 atm Dimensi Hopper

- Silinder : Tinggi = 9,071244 m Diameter = 4,5356 m Tebal = 1/3 in - Kerucut : Tinggi = 4,4446 m

Sudut kemiringan = 30 o Diameter = 4,4446 m Bahan : Carbon steel SA-113, Grade B

19.Dekanter I (H-120)

Fungsi : Memisahkan Alkilbenzen sulfonat sebagai produk ringan dari Asam sulfat sebagai produk berat

Jenis : continuous gravity decanter Bentuk : Silinder Horizontal

Jumlah : 1 unit Kapasitas : 25,3253 m3

Kondisi : Suhu = 43,0754 o C Tekanan = 1 atm Dimensi Decanter

- Silinder : Diameter = 2,29565 m Panjang = 6,88694 m Tebal = ¼ in - Tutup : Diameter = 2,29565 m

Zat cair ringan = 1,5442 m Zat Cair berat = 1,018065 m Waktu Pisah : 1,5 jam

Bahan : Stainless steel, SA-240, Grade A

20.Dekanter II (H-123)

Fungsi : Memisahkan Alkilbenzen sulfonat sebagai produk ringan dari Asam sulfat sebagai produk berat

Jenis : continuous gravity decanter Bentuk : Silinder Horizontal

Jumlah : 1 unit Kapasitas : 3,5123 m3

Kondisi : Suhu = 43,0754 o C Tekanan = 1 atm Dimensi Decanter

- Silinder : Diameter = 1,1883 m Panjang = 3,5648 m Tebal = ¼ in - Tutup : Diameter = 1,1883 m

Tinggi = 0,29707 m Tebal = ¼ in - Lubang Keluaran Zat Cair

Zat cair ringan = 0,845107 m Zat Cair berat = 0,9493021 m Waktu Pisah : ½ jam

Bahan : Stainless steel, SA-240, Grade A

21.Belt Conveyor (J-216)

Fungsi : Mengangkut NaOH menuju bucket elevator Jenis : Through Belt on Continious Plate

Jumlah : 1 unit

Dimensi Alat :

- Jarak Angkut = 20 ft - Lebar = 14 in - Kecepatan = 100 ft/min - Daya = 2 hp

Bahan Konstruksi = Carbon steel

22.Bucket Elevator (J-215)

Fungsi : Mengangkut NaOH menuju tangki pencampur (M-214) Jenis : Spaced Bucket Centrifugal Discharge Elevator

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-283,Grade C Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 7,384 ton/jam Dimensi Bucket Elevator

- Ukuran = 6 x 4 x 4 ¼ in - Kecepatan = 68,6 m/min - Lebar = 7 in

- Jarak antar Bucket = 12 in Daya : 2 hp

23.Siklon (H-331)

Fungsi : Untuk memisahkan produk Linier alkil benzene sulfonat dari udara panas

Jenis : High efficiency cylone

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-283,Grade C

Jumlah : 1 unit Dimensi Siklon

- Diameter, Dc = 0,154958 m - Tinggi, H = 0,9135 m - Diameter bukaan kerucut, B = 0,07661 m - Diameter keluaran atas,Do = 0,1015 m

24.Screw Conveyor (J-313)

Fungsi : Mengangkut produk LAS ke Gudang penyimpanan Jenis : Horizontal Screw Conveyor

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 12,87879 ton/jam Dimensi Alat :

- Panjang = 60 ft - Lebar = 2 ½ in - Kecepatan = 80 rpm - Daya = 4 hp

Bahan Konstruksi = Carbon steel SA-283,Grade C

25.Spray Drier (D-310)

Fungsi : Untuk menguapkan air yang terdapat dalam LAS sehingga terbentuk butiran padatan

Jenis : Spray dryer with spray wheel

Jumlah : 3 unit Dimensi Alat :

- Diameter = 6,55933 m - Panjang = 26,23732 m - Kecepatan putaran Nozzle = 3600 rpm

- Daya = 5 hp

Bahan Konstruksi = Carbon steel SA-283,Grade C

26.Heater I (E-111)

Fungsi : Memanaskan Larutan alkilbenzen sulfonat untuk diumpankan kedalam reactor sulfonasi

Jenis : 2-4 shell and tube exchanger Jumlah : 1 unit

Fluida panas :

Laju alir fluida masuk ,W : 143,1351 kg/jam = 315,5606 lbm/jam

Temperatur masuk (T1) : 100 0C = 212 0F

Temperatur keluar (T2) : 100 0C = 212 0F

Fluida dingin

Laju alir fluida masuk (w) : 8.358,68 kg/jam = 18.427,7150 lbm/jam

Temperatur masuk (t1) : 30 0C = 86 0F

Temperatur keluar (t2) : 46 0C = 114,8 0F

Tube

Jumlah tube : 16 buah Jumlah pass : 4

OD : 1 in

Panjang : 12 ft

BWG : 18

Pitch : 1 ¼ in, triangular

∆Pf : 7,2721 psi

Shell :

ID : 8 in

∆Ps : 0,0514 psi

Jumlah pass : 2

Bahan Konstruksi : Stainless steel, SA-240, Grade A

27.Heater II (E-116)

Fungsi : Memanaskan larutan Oleum untuk diumpankan kedalam reaktor sulfonasi

Jenis : 2-4 shell and tube exchanger Jumlah : 1 unit

Media pemanas : Steam

Beban panas : 325.535,4218 Btu/jam Fluida panas :

Temperatur keluar (T2) : 100 0C = 212 0F

Fluida dingin

Laju alir fluida masuk (w) : 12.728,04 kg/jam = 28.060,6605 lbm/jam

Temperatur masuk (t1) : 30 0C = 86 0F

Temperatur keluar (t2) : 46 0C = 114,8 0F

Tube

Jumlah tube : 16 buah Jumlah pass : 4

OD : 1 in

Panjang : 12 ft

BWG : 18

Pitch : 1 ¼ in, triangular

∆Pf : 5,4479 psi

Shell :

ID : 8 in

∆Ps : 0,0568 psi

Jumlah pass : 2

Bahan Konstruksi : Stainless steel, SA-240, Grade A

28.Heater III (E-211)

Fungsi : Memanaskan larutan Alkilbenzen sulfonat untuk diumpankan kedalam reaktor Netralisasi

Jenis : 2-4 shell and tube exchanger Jumlah : 1 unit

Media pemanas : Steam

Beban panas : 296.954,46 Btu/jam Fluida panas :

Laju alir fluida masuk ,W : 129,8761 kg/jam = 286,3292 lbm/jam

Temperatur masuk (T1) : 100 0C = 212 0F

Laju alir fluida masuk (w) : 9.384,52 kg/jam = 20.689,4354 lbm/jam

Temperatur masuk (t1) : 43,0753 0C = 109,5357 0F

Temperatur keluar (t2) : 55 0C = 114,8 0F

Tube

Jumlah tube : 26 buah Jumlah pass : 4

OD : 1 in

Panjang : 12 ft

BWG : 18

Pitch : 1 ¼ in, triangular

∆Pf : 3,6851 psi

Shell :

ID : 8 in

∆Ps : 0,0467 psi

Jumlah pass : 2

Bahan Konstruksi : Stainless steel, SA-240, Grade A

29.Heater IV (E-212)

Fungsi : Memanaskan larutan NaOH untuk diumpankan kedalam reaktor Netralisasi

Jenis : 1-2 shell and tube exchanger Jumlah : 1 unit

Media pemanas : Steam

Beban panas : 496.229,4001 Btu/jam Fluida panas :

Laju alir fluida masuk ,W : 231,9783 kg/jam = 511,4273 lbm/jam

Temperatur masuk (T1) : 100 0C = 212 0F

Temperatur keluar (T2) : 100 0C = 212 0F

Fluida dingin

Temperatur keluar (t2) : 55 0C = 131 0F

Tube

Jumlah tube : 52 buah Jumlah pass : 2

OD : 1 in

Panjang : 12 ft

BWG : 14

Pitch : ¾ in, triangular

∆Pf : 0,4261 psi

Shell :

ID : 12 in

∆Ps : 0,0199 psi

Jumlah pass : 1

Bahan Konstruksi : Carbon steel SA-283,Grade C

30. Blower (G-312)

Fungsi : Membuang Uap air dari Siklon ke Udara bebas Jenis : Blower sentrifugal

Jumlah : 1 unit

Kapasitas : 558,7504 m3/jam Daya Motor : 2,0 hp

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

6.1 Instrumentasi

Pengoperasian suatu pabrik kimia harus memenuhi beberapa persyaratan yang ditetapkan dalam perancangannya. Persyaratan tersebut meliputi keselamatan, spesifikasi produk, peraturan mengenai lingkungan hidup, kendala operasional, dan faktor ekonomi. Pemenuhan persyaratan tersebut berhadapan dengan keadaan lingkungan yang berubah-ubah, yang dapat mempengaruhi jalannya proses atau yang disebut disturbance (gangguan) (Stephanopoulus, 1984). Adanya gangguan tersebut menuntut penting dilakukannya pemantauan secara terus-menerus maupun pengendalian terhadap jalannya operasi suatu pabrik kimia untuk menjamin tercapainya tujuan operasional pabrik. Pengendalian atau pemantauan tersebut dilaksanakan melalui penggunaan peralatan dan

engineer (sebagai operator terhadap peralatan tersebut) sehingga kedua unsur ini

membentuk satu sistem kendali terhadap pabrik.

Instrumentasi adalah peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk, pencatat, dan pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat-alat tersebut dipasang diatas papan instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan (kontrol otomatis) (Timmerhaus, 2004).

Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol/diukur oleh instrumen adalah(Stephanopoulus, 1984):

2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel lainnya.

Pada dasarnya sistem pengendalian terdiri dari : 1. Elemen Perasa / sensing (Primary Element)

Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga variabel yang diukur.

2. Elemen pengukur (measuring element)

Elemen pengukur adalah suatu elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan temperatur, tekanan, laju aliran, maupun tinggi fluida. Perubahan ini merupakan sinyal dari proses dan disampaikan oleh elemen pengukur ke elemen pengontrol.

3. Elemen pengontrol (controlling element)

Elemen pengontrol yang menerima sinyal kemudian akan segera mengatur perubahan-perubahan proses tersebut sama dengan nilai set point (nilai yang diinginkan). Dengan demikian elemen ini dapat segera memperkecil ataupun meniadakan penyimpangan yang terjadi.

4. Elemen pengontrol akhir (final control element)

Elemen ini merupakan elemen yang akan mengubah masukan yang keluar dari elemen pengontrol ke dalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada dalam batas yang diinginkan dan merupakan hasil yang dikehendaki.

Pengendalian peralatan instrumentasi dapat dilakukan secara otomatis dan semi otomatis. Pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan dengan mengatur instrumen pada kondisi tertentu, bila terjadi penyimpangan variabel yang dikontrol maka instrumen akan bekerja sendiri untuk

mengembalikan variabel pada kondisi semula, instrumen ini bekerja sebagai

controller. Pengendalian secara semi otomatis adalah pengendalian yang mencatat

perubahan-perubahan yang terjadi pada variabel yang dikontrol. Untuk mengubah variabel-variabel ke nilai yang diinginkan dilakukan usaha secara manual,

1. Range yang diperlukan untuk pengukuran

2. Level instrumentasi

3. Ketelitian yang dibutuhkan 4. Bahan konstruksinya

5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses

Alat-alat kontrol yang biasa dipakai pada peralatan proses antara lain : 1. Temperature Controller (TC)

Temperature Controller (TC) Adalah alat/instrumen yang digunakan sebagai

alat pengatur suhu atau pengukur sinyal mekanis atau listrik. Pengaturan temperatur dilakukan dengan mengatur jumlah material proses yang harus ditambahkan/dikeluarkan dari dalam suatu proses yang sedang bekerja.

Prinsip kerja:

Rate fluida masuk atau keluar alat dikontrol oleh diafragma valve. Rate fluida

ini memberikan sinyal kepada TC untuk mendeteksi dan mengukur suhu sistem pada set point.

2. Pressure Controller (PC)

Adalah alat/instrumen yang dapat digunakan sebagai alat pengatur tekanan atau pengukur tekanan atau pengubah sinyal dalam bentuk gas menjadi sinyal mekanis. Pengatur tekanan dapat dilakukan dengan mengatur jumlah uap/gas yang keluar dari suatu alat dimana tekanannya ingin dideteksi.

Prinsip kerja:

Pressure control (PC) akibat tekanan uap keluar akan membuka/menutup

diafragma valve. Kemudian valve memberikan sinyal kepada PC untuk mengukur dan mendeteksi tekanan pada set point.

3. Flow Controller (FC)

Adalah alat/instrumen yang bisa digunakan untuk mengatur kecepatan aliran fluida dalam pipa line atau unit proses lainnya. Pengukuran kecepatan aliran fluida dalam pipa biasanya diatur dengan mengatur output dari alat, yang mengakibatkan fluida mengalir dalam pipa line.

Kecepatan aliran diatur oleh regulating valve dengan mengubah tekanan

discharge dari pompa. Tekanan discharge pompa melakukan bukaan/tutupan

valve dan FC menerima sinyal untuk mendeteksi dan mengukur kecepatan aliran pada set point.

4. Level Controller (LC)

Adalah alat/instrumen yang dipakai untuk mengatur ketinggian (level) cairan dalam suatu alat dimana cairan tersebut bekerja. Pengukuran tinggi permukaan cairan dilakukan dengan operasi dari sebuah control valve, yaitu dengan mengatur rate cairan masuk atau keluar proses.

Prinsip kerja :

Jumlah aliran fluida diatur oleh control valve. Kemudian rate fluida melalui

valve ini akan memberikan sinyal kepada LC untuk mendeteksi tinggi

permukaan pada set point.

Hal-hal yang diharapkan dari pemakaian alat-alat instrumentasi adalah: a. Kualitas produk dapat diperoleh sesuai dengan yang diinginkan b. Pengoperasian sistem peralatan lebih mudah

c. Sistem kerja lebih efisien

d. Penyimpangan yang mungkin terjadi dapat diketahui dengan cepat

e. Beberapa syarat penting yang harus diperhatikan dalam perancangan pabrik antara lain :

1. Tidak boleh terjadi konflik antar unit, di mana terdapat dua pengendali pada satu aliran.

2. Penggunaan supervisory computer control untuk mengkoordinasikan tiap unit pengendali.

3. Control valve yang digunakan sebagai elemen pengendali akhir memiliki opening position 70 %.

4. Dilakukan pemasangan check valve pada pompa dengan tujuan untuk menghindari fluida kembali ke aliran sebelumnya. Check valve yang dipasangkan pada pipa tidak boleh lebih dari satu dalam one dependent line. Pemasangan check valve diletakkan setelah pompa.

6. Pada perpipaan yang dekat dengan alat utama dipasang flange dengan tujuan untuk mempermudah pada saat maintenance.

Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Linier

Alkyl benzene Sulfonat (LAS) No Nama alat Jenis

instrumen Kegunaan

1 Pompa FC Mengontrol laju alir cairan dalam pipa PI Menunjukkan tekanan dalam pipa 2 Tangki cairan LI Menunjukkan tinggi cairan dalam tangki 3 Heater TC Mengontrol suhu dalam kondensor

4 Reaktor

TC Mengontrol temperatur dalam reaktor PI Menunjukkan tekanan dalam reaktor LC Mengontrol tinggi cairan dalam reaktor

5 Blower FC Mengontrol laju alir gas dalam pipa

6 Furnace TC Mengontrol suhu dalam furnace

PC Mengontrol tekanan dalam furnace

7 Spray dryer

TC Mengontrol temperatur dalam spray dryer PI Menunjukkan tekanan dalam spray dryer FC Mengontrol laju alir cairan dalam spray dryer 8 Dekanter LIC Mengamati/mengontrol tinggi cairan

9 Mixer FC Mengontrol laju alir cairan dalam Mixer

11 Bucket elevator FC Mengontrol laju alir bahan pada bucket

elevator

1. Pompa

Variabel yang dikontrol pada pompa adalah laju aliran (flow rate). Untuk mengetahui laju aliran pada pompa dipasang flow control (FC). Jika laju aliran pompa lebih besar dari yang diinginkan maka secara otomatis katup pengendali (control valve) akan menutup atau memperkecil pembukaan katup.

2. Tangki cairan

LI

Gambar 6.2 Instrumentasi Tangki Cairan

Instrumentasi pada tangki cairan mencakup level indicator (LI) yang berfungsi untuk menunjukkan tinggi cairan didalam tangki.

3. Heater

TC

Gambar 6.4 Instrumentasi Cooler dan Condenser

Instrumentasi pada heater, kondenser, reboiler, dan cooler mencakup

temperature controller (TC) yang berfungsi untuk mengatur temperatur bahan

keluaran heater, kondenser, reboiler, dan cooler dengan mengatur bukaan katup steam atau air pendingin masuk.

4. Reaktor

LC PI TC

Air Pendingin

Air Pendingin bekas

Gambar 6.3 Instrumentasi Reaktor

Reaktor sebagai alat tempat berlangsungnya reaksi antara bahan-bahan yang digunakan. Dalam pabrik ini, reaktor sebagai tempat terjadinya reaksi antara

alkylbenzen dengan oleum 20%. Instrumentasi pada reaktor mencakup Pressure Controller (PC) yang berfungsi untuk mengontrol tekanan dalam reaktor dan Temperature Indicator (TI) untuk menunjukkan temperatur dalam reaktor.

5. Blower

FC

Instrumentasi pada blower mencakup Flow Controller (FC) yang berfungsi untuk mengatur laju alir bahan dalam pipa dengan mengatur bukaan katup aliran bahan.

6. Furnace

TI

PC

Furnace

Gambar 6.8 Instrumentasi pada Furnace

Instrumentasi pada furnace mencakup Pressure Controller (PC) yang berfungsi untuk mengontrol tekanan dalam furnace dan Temperature Controller (TC) yang berfungsi untuk mengatur temperatur furnace.

7. Spray Dryer

TC FC Udara panas

Bahan keluar Bahan masuk

Gambar 6.10 Spray Dryer beserta instrumennya

Instrumen yang digunakan pada spray dryer adalah Temperature Controller (TC) yang berfungsi untuk mengamati dan mengontrol temperature gas di dalamnya. Apabila gas yang masuk berada di bawah temperature yang diinginkan, maka

Temperature Controller (TC) akan menggerakkan Flow Controller (FC) untuk

8. Dekanter

LIC

Gambar 6.6 Instrumentasi Dekanter

Instrumentasi yang dipakai pada separator adalah level indicator controller (LIC) yang berfungsi untuk menunjukkan/mengukur dan mengatur ketinggian (level) cairan dalam dekanter dimana cairan tersebut bekerja pada saat tertentu. 9. Mixing Tank

FC

Bahan Masuk

Bahan Keluar

Gambar 6.9 Tangki berpengaduk beserta instrumennya

Instrumen yang digunakan pada tangki berpengaduk adalah kaca intip. Dengan memasang kaca pada dinding bejana (berdasarkan alas an keselamatan kaca dibuat ganda), tinggi permukaan dapat dilihat langsung secara visual.

11. Instrumentasi bucket elevator

Instrumentasi pada bucket elevator mencakup flow controller (FC) yang berfungsi untuk mengatur laju bahan pada bucket elevator dengan mengatur laju elevator.

6.2 Keselamatan Kerja

Keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik, oleh karena itu aspek ini harus diperhatikan secara serius dan terpadu. Untuk maksud tersebut perlu diperhatikan cara pengendalian keselamatan kerja dan keamanan pabrik pada saat perancangan dan saat pabrik beroperasi.

Statistik menunjukkan bahwa angka kecelakan rata-rata dalam pabrik kimia relatif tidak begitu tinggi. Tetapi situasi beresiko memiliki bentuk khusus, misalnya reaksi kimia yang berlangsung tanpa terlihat dan hanya dapat diamati dan dikendalikan berdasarkan akibat yang akan ditimbulkannya. Kesalahan-kesalahan dalam hal ini dapat mengakibatkan kejadian yang fatal.

Sebagai pedoman pokok dalam usaha penanggulangan masalah kerja, Pemerintah Republik Indonesia telah mengeluarkan Undang-Undang Keselamatan Kerja pada tanggal No 1 tanggal 12 Januari 1970. Semakin tinggi tingkat

keselamatan kerja dari suatu pabrik maka makin meningkat pula aktivitas kerja para karyawan. Hal ini disebabkan oleh keselamatan kerja yang sudah terjamin dan suasana kerja yang menyenangkan.

Untuk mencapai hal tersebut adalah menjadi tanggung jawab dan kewajiban para perancang untuk merencanakannya. Hal-hal yang perlu

dipertimbangkan dalam perancangan pabrik untuk menjamin adanya keselamatan kerja adalah sebagai berikut:

1. Menanamkan kesadaran akan keselamatan kerja bagi seluruh karyawan. 2. Memasang papan peringhatan pada daerah proses yang rawan kecelakaan. 3. Memasang penerqangan yang cukup dan sistem penukaran udara/ventilasi yang

baik

4. Menempatkan peralatan keselamatan dan pencegahan kebakaran di daerah yang rawan akan kecelakaan atau kebakaran.

6. Menyediakan poliklinik dengan sarana yang memadai untuk pertolongan sementara.

6.2.1 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Linier alkylbenzen Sulfonat

Usaha-usaha mencegah kecelakaan kerja yang mungkin terjadi dalam pabrik pembuatan Linier alkylbenzen Sulfonat antara lain :

1. Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis

Upaya pencegahan kecelakaan terhadap bahaya mekanis adalah :

1. Melengkapi system yang menangani fluida bertekanan tinggi (Steam) dengan katup - katup pengaman seperti pada boiler dan heat exchanger. 2. Menggunakan dasar lantai yang terbuat dari plat baja dengan permukaan

yang agak sedikit kasar untuk mengurangi tergelincir.

3. Memasang alat-alat dengan penahan yang cukup kuat untuk mencegah kemungkinan terguling atau terjatuh.

4. Membersihkan area produksi khususnya lantai secara periodik untuk menghilangkan kotoran seperti tumpahan minyak yang mengganggu.

5. Membuat system ruang gerak karyawan cukup lebar dan tidak menghambat kegiatan karyawan.

6. Meletakkan jalur perpipaan berada di atas permukaan tanah atau pada atap lantai pertama kalau di dalam gedung atau setinggi 4,5 meter bila diluar gedung agar tidak menghalangi kenderaan yang lewat.

7. Meletakkan alat sedemikian rupa sehingga para operator dapat bekerja dengan tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau pembongkaran.

8. Memberikan tutup pelindung pada alat-alat yang bergerak atau berputar untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja.

9. Menyediakan peralatan pemadam kebakaran yang dilengkapi dengan pompa-pompa hidran pada tiap jarak tertentu.

10.Memasang sprinkler, yaitu system yang bekerja secara otomatis dengan memancarkan air bertekanan kesegala arah untuk memadamkan kebakaran

2. Keselamatan kerja Terhadap Listrik

Usaha-usaha yang dilakukan untuk menjaga keselamatan kerja terhadap listrik, antara lain:

1. Memasang sekring pemutus arus listrik otomatis pada setiap instalasi dan peralatan listrik dan merancang secara terpadu dengan tata letak pabrik untuk menjaga keselamatan kerja dan kemudahan jka harus dilakukan perbaikan.

2. Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi.

3. Menempatkan motor-motor listrik pada tempat yang tidak mengganggu lalu lintas pekerja.

4. Mengisolasi kawat hantaran listrik yang sesuai dengan keperluan. Khususnya kabel listrik yang berdekatan dengan alat-alat yang bekerja pada suhu tinggi.

5. Memasang penagkal petir yang dibumikan pada setiap peralatan atau bangunan yang menjulang tinggi.

3. Pencegahan terhadap Gangguan Kesehatan

1. Mewajibkan setiap karyawan untuk memakai pakaian kerja selama berada di dalam lokasi pabrik.

2. Mewajibkan karyawan memakai sarung tangan karet serta penutup hidung dan mulut saat menangani bahan-bahan kimia yang berbahaya. 3. Mewajibkan karyawan memakai pelindung telinga pada saat bekerja di

tempat alat yang bersuara tinggi seperti di ruang generator. 4. Menyediakan poliklinik yang memadai di lokasi pabrik.

4. Peralatan Perlindungan Diri

Selama berada di dalam lokasi pabrik disediakan peralatan dan perlengkapan perlindungan diri yang wajib dipakai oleh karyawan dan setiap orang yang

1. Pakaian kerja, masker, sarung tangan, dan sepatu pengaman khusus bagi karyawan yang bekerja berhubungan dengan bahan kimia, misalnya pekerja di laboratorium, gudang.

2. Helm, sepatu pengaman khusus, dan pelindung mata, bagi karyawan yang bekerja di bagian alat-alat berat, seperti penutup telinga bagi karyawan bagian ruang listrik (generator). Masker bagi karyawan bagian gudang dan produk Linier Alkylbenzen Sulfonat.

5. Kesadaran dan Pengetahuan yang Memadai bagi Karyawan

Salah satu faktor yang penting sebagai usaha menjamin keselamatan kerja adalah dengan menumbuhkan dan meningkatkan kesadaran karyawan akan pentingnya usaha menjamin keselamatan kerja. Usaha-usaha yang dapat dilakukan antara lain:

1. Melakukan pelatihan secara berkala bagi karyawan.

2. Membuat peraturan tata cara dengan pengawasan yang baik dan memberi sangsi bagi karyawan yang tidak disiplin.

3. Membekali karyawan dengan keterampilan menggunakan peralatan secara benar dan cara-cara mengatasi kecelakaan kerja.

Untuk mencapai keselamatan kerja yang tinggi, maka ditambahkan nilai– nilai

disiplin bagi para karyawan yaitu:

1. Mengikuti pedoman–pedoman yang sesuai dalam bertugas. 2. Mematuhi setiap peraturan dan ketentuan yang ada.

3. Memiliki keterampilan untuk mengatasi kecelakaan dengan menggunakan peralatan yang ada.

4. Melaporkan dengan segera setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan pada atasan.

5. Mengingatkan antara karyawan akan perbuatan yang dapat menimbulkan bahaya.

6. Penanganan Kebocoran dan Tumpahan

Ketika kebocoran atau tumpahan bahan kimia terjadi, pekerja yang tidak memakai peralatan pengaman dijauhkan dari area. Langkah-langkah yang harus dilakukan ketika terjadi kebocoran dan tumpahan adalah (OSHA US Department of Labor, 2006) :

1. Memberitahukan kepada pekerja-pekerja yang lain mengenai kebocoran atau tumpahan yang terjadi.

2. Jauhkan semua sumber panas atau sumber api dari kebocoran atau tumpahan.

3. Apabila dalam bentuk gas, hentikan laju gas yang keluar di tempat. Lubang ventilasi dibuka untuk membiarkan gas yang bocor keluar ke udara lepas.

4. Apabila dalam bentuk cairan, gunakan debu pemadam dengan basis natrium hidrogen karbonat bertindak sebagai inhibitor dalam reaksi kimia.

5. Tidak menyentuh bahan kimia yang tumpah tersebut, dan coba hentikan kebocoran apabila memungkinkan.

6.2.2 Pencegahan dan Penanggulangan Bahaya Kebakaran dan Ledakan 1. Pencegahan Bahaya Kebakaran dan Ledakan

Untuk mencegah bahaya kebakaran dan ledakan dapat dilakukan hal-hal berikut :

1. Tangki larutan NaOH harus tidak tembus cahaya.

2. Tangki larutan NaOH disimpan ditempat khusus yang aman dan dikontrol secara teratur. Tempat penyimpanan dilengkapi dengan

monitor nozzles dan sprinkler untuk menghentikan api secara otomatis.

3. Alarm dipasang di tempat-tempat strategis tertentu yang memungkinkan terjadinya kebocoran gas NaOH yaitu area proses, area penyimpanan tangki NaOH dan laboratorium.

4. Sistem perlengkapan pipa untuk saluran udara, air, dan gas-gas/cairan proses dibedakan menurut warna pipa dan letaknya tidak mengganggu

2. Penanggulangan Bahaya Kebakaran dan Ledakan

Apabila terjadi kebakaran di areal pabrik, langkah-langkah yang harus dilakukan adalah (OSHA US Department of Labor, 2006) :

1. Kebakaran kecil dapat ditangani secara langsung dengan menggunakan debu pemadam saja.

2. Api yang melibatkan NaOH harus ditangani dari jarak semaksimal mungkin.

3. Jauhkan karyawan dari areal kebakaran. Isolasi area yang berbahaya. 4. Pakaian khusus yang menutupi seluruh tubuh dan alat bantu

BAB VII

UTILITAS

Dalam suatu pabrik, utilitas merupakan unit penunjang utama jalannya proses produksi. Oleh karena itu, segala sarana dan prasarananya harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik.

Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada pabrik pembuatan LAS adalah sebagai berikut:

1. Kebutuhan uap (steam) 2. Kebutuhan air

3. Kebutuhan bahan kimia 4. Kebutuhan bahan bakar 5. Kebutuhan energi 6. Unit pengolahan limbah

7.1 Kebutuhan Uap

Uap digunakan dalam pabrik sebagai media pemanas. Kebutuhan uap pada pabrik pembuatan LAS dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 7.1 Kebutuhan uap sebagai media pemanas

Nama Alat Kebutuhan uap (kg/jam)

Heater-1 129,4313 Heater-2 152,0795 Heater-3 138,7274 Heater-4 246,4743 Total 666,7125

Tambahan untuk faktor keamanan diambil sebesar 10 %. Jadi total uap yang dibutuhkan = 1,1 x 666,7125kg/jam

Diperkirakan 80 % uap dapat digunakan kembali, sehingga : Uap digunakan kembali = 80% x 666,7125kg/ jam

= 533,37 kg/jam

Air untuk ketel uap = (866,7262 - 533,37) kg/jam = 333,3562 kg/jam

7.2 Kebutuhan Air

Dalam proses produksi, air memegang peranan penting, baik untuk kebutuhan proses maupun kebutuhan domestik. Kebutuhan air pada pabrik pembuatan LAS adalah sebagai berikut:

• Air umpan ketel = 333,3562 kg/jam

• Air Proses

Kebutuhan air proses pada pabrik pembuatan LAS digunakan pada mixing tank, kebutuhan air proses berjumlah 7.960,405 kg/jam

• Air pendingin

Kebutuhan air pendingin pada pabrik pembuatan LAS digunakan pada reaktor sulfonasi, kebutuhan air pendingin berjumlah 1.023.292,5832 kg/jam

Air pendingin bekas dari reaktor sulfonasi digunakan kembali untuk kebutuhan air pendingin pada reaktor netralisasi. Dengan menganggap terjadi kehilangan air selama proses sirkulasi, maka air tambahan yang diperlukan adalah jumlah air yang hilang karena penguapan, drift loss, dan blowdown (Perry, 1997).

Air yang hilang karena penguapan dapat dihitung dengan persamaan:

We = 0,00085 Wc (T2 – T1) (Pers. 12-10, Perry,

1997) Di mana :

Wc = jumlah air pendingin yang diperlukan = 1.023.292,5832

kg/jam

T1 = temperatur air pendingin keluar = 10°C = 50°F

Air yang hilang karena drift loss biasanya 0,1 – 0,2 % dari air pendingin yang masuk ke menara air (Perry, 1997).

Ditetapkan drift loss 0,2 %, maka: Wd = 0,002 x 1.023.292,5832

= 2.046,5851 kg/jam

Air yang hilang karena blowdown bergantung pada jumlah siklus sirkulasi air pendingin, biasanya antara 3 – 5 siklus (Perry, 1997). Ditetapkan 5 siklus, maka:

1 S

W

W e

b −

= (Pers, 12-12, Perry, 1997)

kg/jam 3765

, 656 . 15 1

5

0 62.625,506

W_b =

− =

Sehingga air tambahan yang diperlukan :

= 62.625,5060 + 2.046,5851 + 15.656,3765 = 80.328,4678 kg/jam

• Air untuk berbagai kebutuhan

Air untuk berbagai kebutuhan juga dapat dilihat dari tabel berikut ini.

Tabel 7.2 Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan

Kebutuhan Jumlah air (kg/jam)

Domestik dan kantor 200 Laboratorium 50 Kantin dan tempat ibadah 100

Poliklinik 50

Total 400

Sehingga total kebutuhan air yang memerlukan pengolahan awal adalah = 80.328,4678 +7.960 + 333,3562 + 400

= 89.022,2290 kg/jam

Kualitas air Sungai Sei Silau Asahan ini dapat dilihat pada Tabel 7.3, berikut ini: Tabel 7.3 Kualitas Air Sungai Silau, Kuala Tanjung – Asahan

No. Parameter Satuan Kadar

A. Fisika

1. Suhu oC 26,4

2. Padatan terlarut mg/L 56,4

B. Kimia Anorganik :

3. PH mg/L 6,7

4. Hg2+ mg/L <0,001

5. Ba2+ mg/L <0,1

6. Fe2+ mg/L 0,028

7. Cd2+ mg/L <0,001

8. Mn2+ mg/L 0,028

9. Zn2+ mg/L <0,008 10. Cu2+ mg/L <0,03 11. Pb2+ mg/L <0,01

12. Ca2+ mg/L 200

13. Mg2+ mg/L 100

14. F- mg/L 0,001

15. Cl- mg/L 60

16. NO2- mg/L 0,028

17. NO3- mg/L 0,074

18. SeO32- mg/L <0,005

19. CN- mg/L 0,001

20. SO42- mg/L 42

21. H2SO4- mg/L <0,002

= 0,1 x Rp 7.097.700.000 = Rp 709.770.000

d. Perawatan instrumentasi dan alat kontrol

Diperkirakan 10% dari harga instrumentasi dan alat control = 0,1 x Rp 48.361.504.764,98

= Rp 4.836.150.476,49

e. Perawatan perpipaan

Diperkirakan 10% dari harga perpipaan = 0,1 x Rp 128.964.012.706

= Rp 12.896.401.270,6

f. Perawatan instalasi listrik

Diperkirakan 10% dari harga instalasi listrik = 0,1 x Rp 24.180.752.382,49

= Rp 2.418.075.238,249

g. Perawatan inventaris kantor

Diperkirakan 10% dari harga inventaris kantor = 0,1 x Rp 8.060.250.794,16

= Rp 806.025.079,416

h. Perawatan Kebakaran

Diperkirakan 10% dari harga Perlengkapan kebakaran = 0,1 x Rp 3.224.100.317,67

= Rp 322.410.031,767

Total biaya perawatan = a + b + c + d + e + f + g + h = Rp 39.970.133.684,92

= 0,15 x Rp 1.020.661.153.461,88 = Rp 153.099.173.019,28

F. Biaya Administrasi Umum

Diperkirakan 5% dari biaya tambahan = 0,05 x Rp 153.099.173.019,28 = Rp 7.654.958.650,96

G. Biaya Pemasaran dan Distribusi Diperkirakan 20% dari biaya tambahan = 0,2 x Rp 153.099.173.019,28

= Rp 30.619.834.603,86

H. Biaya Laboratorium. Penelitian dan Pengembangan Diperkirakan 5% dari biaya tambahan

= 0,05 x Rp 153.099.173.019,28 = Rp 7.654.958.650,96

I. Biaya Asuransi

a. Asuransi pabrik diperkirakan 1% dari modal investasi tetap = 0,01 x Rp 1.020.661.153.461,88

= Rp 10.206.611.534,62

b. Asuransi karyawan 1.54% dari total gaji karyawan

( Biaya untuk asuransi tenaga kerja adalah 2,54% dari gaji karyawan . Dimana 1% ditanggung oleh karyawan dan 1,54% ditanggung oleh perusahaan) = 0,0154 x (12/3) x Rp 694.965.000 = Rp 42.809.844

Total biaya asuransi = Rp 10.206.611.534,62 + Rp 42.809.844 = Rp 10.249.421.378,62

J. PBB = Rp 4.616.000,00

Total biaya tetap = A + B + C + D + E + F + G + H + I + J = Rp 642.747.487.420,19

3.2. Biaya Variabel

A. Biaya Variabel Bahan Baku

= Total harga bahan baku x (330/90) = Rp 2.304.234.758.701,29

Biaya Variabel pemasaran

Diperkirakan 20% dari biaya tetap pemasaran = 0,2 x Rp 30.619.834.603,86

= Rp 6.123.966.920,77

B. Biaya Variabel Perawatan

Diperkirakan 10 % dari biaya tetap perawatan = 0,1 x Rp 39.970.133.684,92

= Rp 3.997.013.368,49

C. Biaya Variabel Lainnya

Diperkirakan 5 % dari Biaya Variabel Tambahan = 0,05 x Rp10.120.980.289

= Rp 506.049.014,46

Total Biaya Variabel = Rp 2.314.861.788.005,02 Total biaya produksi = Biaya Tetap + Biaya Variabel

= Rp 642.747.487.420,19 + Rp 2.314.861.788.005,02 = Rp 2.957.609.275.425,21

2. Perkiraan Laba/Rugi Perusahaan A. Laba Sebelum Pajak

Laba sebelum pajak = total penjualan – total biaya produksi

= Rp 3.571.849.629.076 - Rp 2.957.609.275.425,21 = Rp 614.240.353.650,58

B. Pajak Penghasilan.

Berdasarkan Pasal 21 Undang-Undang No.17 tahun 2000 tentang Pajak Penghasilan (PPh) adalah :

Jumlah Penghasilan Kena Pajak Tarif (%)

Sampai dengan Rp.50.000.000.- 10

Diatas Rp.50.000.000.- sampai dengan Rp.100.000.000.- 15

Diatas Rp.100.000.000.- 30

Perincian pajak penghasilan (PPh) terhutang :

10 % x _{Rp.50.000.000 = Rp. 5.000.000} 15 % x _{Rp.100.000.000 - Rp. 50.000.000 = Rp. 7.500.000} 30 % x _{Rp 614.240.353.650,58 - Rp. 100.000.000 =Rp 184.242.106.095,17} Total pajak penghasilan (PPh) = Rp 184.254.606.095,17 C. Laba Setelah Pajak

Laba setelah pajak = laba sebelum pajak – PPh

= Rp 614.240.353.650,58 - Rp184.254.606.095,17

3. Analisa Aspek Ekonomi

A. Profit Alkylbenzene Sulfonate (PLAS)

PM = 100%

penjualan total pajak sebelum Laba x

PM = 100%

629.076 3.571.849. 3.650,58 614.240.35 x = 17,20 %

B. Break Even Point (BEP)

BEP = 100%

Variabel Biaya -Penjualan Total Tetap Biaya x

BEP = 100%

788.005,02 2.314.861. 629.076 3.571.849. 7.420,19 642.747.48 x = 51,13 %

C. Return On Investement (ROI)

Return on Investment adalah besarnya presentase pengembalian modal setiap tahun dari penghasilan bersih.

ROI = 100%

investasi modal Total pajak setelah Laba x

ROI = 100%

138.547,61 2.071.541.

47.555,41 4429.985.7

x = 20,76 %

D. Pay Out Time (POT) POT = 1 x100%

ROI

POT = 100%

20,76 1

x = 4,82 tahun

E. Internal Rate of Return (IRR)

Internal rate of return merupakan presentase yang menggambarkan keuntungan rata - rata bunga pertahun dari semua pengeluaran dan pemasukan.

Apabila IRR ternyata lebih besar dari bunga rill yang berlaku. maka pabrik akan menguntungkan. tetapi bila IRR lebih kecil dari bunga rill yang berlaku maka pabrik dianggap rugi.

Dari perhitungan lampiran E diperoleh IRR 31,38 % . sehingga pabrik akan menguntungkan karena lebih besar dari bunga pinjaman bank saat ini yaitu sebesar 30% (Bank Indonesia. 2009).