Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Fosgen dari Karbonmonoksida dan Gas Klor dengan Kapasitas 9.000 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN FOSGEN DARI KARBONMONOKSIDA DAN GAS KLOR DENGAN KAPASITAS 9.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia Disusun Oleh : YULIE NIM. 080405072
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
Universitas Sumatera Utara

LEMBAR PENGESAHAN
PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN FOSGEN DARI KARBONMONOKSIDA DAN GAS KLOR DENGAN KAPASITAS 9.000 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh :
YULIE NIM : 080405072

Telah Diperiksa/Disetujui,

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Dr. Halimatuddahliana, ST, M.Sc NIP. 19730408199802 2 002

Dr. Maulida, ST, M.Sc NIP. 19700611199702 2 001

Dosen Penguji I

Dosen Penguji II

Dosen Penguji III

Dr. Halimatuddahliana, ST, M.Sc Ir. Bambang Trisakti, MT Farida Hanum, ST, MT NIP. 19730408199802 2 002 NIP. 196909259103 1 003 NIP. 19780601200212 2 003
Mengetahui , Koordinator Tugas Akhir
Ir. Renita Manurung, MT NIP. 196812141997 2 002
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2012

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Fosgen dari Karbonmonoksida dan Gas Klor dengan Kapasitas 9.000 Ton/Tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan sebagai syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.
Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ibu Dr. Halimatuddahliana, ST, M.Sc. sebagai Dosen Pembimbing I yang telah membimbing dan memberikan masukan kepada penulis selama menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Ibu Dr. Maulida, ST, M.Sc. sebagai Dosen Pembimbing II sekaligus Dosen Pembimbing Akademik yang telah memberikan arahan kepada penulis selama menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Bapak Dr. Ir. Irvan, M.Si. Ketua Departemen Teknik Kimia FT USU. 4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen
Teknik Kimia FT USU. 5. Dan yang paling istimewa Ibunda penulis yang tidak pernah lupa memberikan
dukungan motivasi dan semangat kepada penulis. 6. Teman seperjuangan Bambang Wahyu Pramono sebagai partner penulis yang
banyak membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 7. Teman-teman stambuk 2007 tanpa terkecuali, terima kasih untuk
persahabatan dan semangatnya. 8. Abang-abang dan kakak-kakak senior serta alumni Teknik Kimia yang tidak
lelah mengingat almamaternya. 9. Adik-adik junior tercinta terima kasih atas kerja keras dan bantuannya.
Universitas Sumatera Utara

10. Para pegawai jurusan Pak Darsono, Pak Sutiono, Pak Syamsul, Pak Ridwan, Kak Sri, Kak Santi, Kak Ani, Kak Pono terima kasih untuk kerjasamanya selama penulis menyelesaikan segala urusan administrasi dalam perkuliahan.
11. Serta pihak-pihak yang telah ikut membantu penulis namun tidak dapat penulis cantumkan satu-persatu namanya. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan
dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, 10 April 2012 Penulis
Yulie 080405072
Universitas Sumatera Utara

INTISARI
Fosgen (COCl2) pada suhu kamar dan tekanan atmosfir berupa gas reaktif tidak berwarna. Secara luas fosgen digunakan sebagai bahan intermediate yang penting, dan digunakan dalam pembuatan bahan kimia lainnya pada pabrik yang berbeda. Penggunaan fosgen terbesar adalah sebagai bahan intermediate untuk pembuatan isocyanat pada pembentukan polyurethane dan untuk pembuatan polycarbonate. Fosgen dihasilkan dari proses reaksi antara karbonmonoksida (CO) dengan gas klor (Cl2) dengan bantuan katalis karbon aktif. Pembuatan fosgen secara umum dikenal dengan menggunakan proses pengontakan langsung. Reaksi terjadi dalam reaktor fixed bed multitube pada tekanan 1 atm dan suhu 135oC. Reaktor dilengkapi dengan pendingin karena reaksinya eksotermis. Pra rancangan pabrik fosgen ini berproduksi dengan kapasitas 9.000 ton/tahun dan beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Hasil yang diperoleh dari pra rancangan pabrik ini berupa fosgen dan fosgen solution. Fosgen dan fosgen solution masing-masing dijual dengan harga Rp. 55.000 dan Rp. 60.000 perkilogramnya. Sehingga dari hasil penjualan fosgen dan fosgen solution ini diperoleh keuntungan bersih sebesar Rp 157.953.528.185,- pertahun. Kebutuhan listrik untuk pra rancangan pabrik ini adalah sebesar 723,3290 kW dengan laju alir volumetrik limbah sebesar 0,7171 m3/jam. Lokasi pabrik direncanakan terletak di Kabupaten Karawang, Jawa Barat, dengan sumber air berasal dari sungai Citarum dan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 12.886 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 150 orang. Bentuk badan usaha adalah Perseroan Terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi sistem garis. Setelah dilakukan analisa aspek ekonomi diperoleh nilai Break Event Point sebesar 43,77 % dan Internal Rate of Return sebesar 42,85 , sehingga dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan fosgen ini layak untuk didirikan.
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Kata Pengantar ................................................................................................. i Intisari ............................................................................................................. iv Daftar Isi........................................................................................................... iv Daftar Tabel ..................................................................................................... viii Daftar Gambar.................................................................................................. xi BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ I-1
1.1 Latar Belakang ............................................................................... I-1 1.2 Perumusan Masalah ....................................................................... I-3 1.3 Tujuan Perancangan ....................................................................... I-3 1.3 Manfaat Perancangan ..................................................................... I-3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA...................................................................... II-1 2.1 Fosgen ............................................................................................ II-1 2.2 Sifat-sifat Bahan Baku dan Produk ................................................ II-2
2.2.1 Bahan Baku .............................................................................. II-2 2.2.2 Produk ...................................................................................... II-4 2.3 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk .............................................. II-5 2.3.1 Spesifikasi Bahan Baku Utama................................................ II-5 2.3.2 Spesifikasi Bahan Pembantu .................................................... II-6 2.3.3 Spesifikasi Produk.................................................................... II-6 2.4 Proses Pembuatan Fosgen .............................................................. II-6 2.5 Deskripsi Proses ............................................................................. II-7 BAB III NERACA MASSA ............................................................................ III-1 3.1 Reaktor (R-210) ............................................................................. III-1 3.2 KO Drum (V-312).......................................................................... III-1 3.3 Absorber (V-330) ........................................................................... III-2 3.4 Absorber (V-340) ........................................................................... III-2 BAB IV NERACA ENERGI ........................................................................... IV-1 4.1 Vaporizer Cl2 (V-112).................................................................... IV-1 4.2 Heater 1 Cl2 (E-114) ...................................................................... IV-1 4.3 Heater 2 CO (E-124)...................................................................... IV-1
Universitas Sumatera Utara

4.4 Reaktor (R-210) ............................................................................. IV-1 4.5 Kondensor (E-310)......................................................................... IV-2 4.6 Cooler 1 COCl2 Solution (E-322) .................................................. IV-2 4.7 Cooler 2 COCl2 Produk (E-325) .................................................... IV-2 4.8 Tangki CO (F-120)......................................................................... IV-2 BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ............................................................ V-1 BAB VI INSTRUMENTASI PERALATAN ................................................. VI-1 6.1 Instrumentasi .................................................................................. VI-1
6.1.1 Tujuan Pengendalian ............................................................... VI-3 6.1.2 Syarat Perencanaan Pengendalian............................................ VI-8 6.2 Keselamatan Kerja Pabrik.............................................................. VI-15 BAB VII UTILITAS ........................................................................................ VII-1 7.1 Kebutuhan Uap............................................................................... VII-1 7.2 Kebutuhan Air................................................................................ VII-2 7.2.1 Screening.................................................................................. VII-5 7.2.2 Koagulasi dan Flokulasi........................................................... VII-6 7.2.3 Filtrasi ...................................................................................... VII-7 7.2.4 Demineralisasi.......................................................................... VII-8 7.2.5 Deaerator .................................................................................. VII-11 7.3 Kebutuhan Listrik........................................................................... VII-12 7.4 Kebutuhan bahan Bakar ................................................................. VII-12 7.5 Unit Pengolahan Limbah................................................................ VII-13 7.5.1 Bak Penampungan.................................................................... VII-15 7.5.2 Bak Pengendapan Awal ........................................................... VII-15 7.5.3 Bak Netralisasi ......................................................................... VII-16 7.5.4 Pengolahan Limbah dengan Sistem
Activated Sludge (Lumpur Aktif) ............................................ VII-17 7.5.5 Tangki Sedimentasi.................................................................. VII-19 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK....................................... VIII-1 8.1 Landasan Teori............................................................................... VIII-1 8.2 Lokasi pabrik.................................................................................. VIII-1 8.3 Tata Letak pabrik ........................................................................... VIII-4
Universitas Sumatera Utara

8.4 Perincian Luas Areal Pabrik........................................................... VIII-6 BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERALIHAN ....................... IX-1
9.1 Organisasi Perusahaan .................................................................. IX-1 9.1.1 Bentuk Organisasi Garis .......................................................... IX-2 9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsional ................................................. IX-2 9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ............................................ IX-3 9.1.4 Bentuk Organisasi Fungsional Dan Staf .................................. IX-3
9.2 Manajemen Perusahaan.................................................................. IX-3 9.3 Bentuk Hukum dan Badan Usaha .................................................. IX-5 9.4 Uraian Tugas, Wewenang Dan Tanggung Jawab .......................... IX-6
9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ................................. IX-6 9.4.2 Direktur .................................................................................... IX-6 9.4.3 Sekretaris.................................................................................. IX-7 9.4.1 Manejer Pemasaran .................................................................. IX-7 9.4.2 Manajer Keuangan ................................................................... IX-7 9.4.3 Manejer Personalia................................................................... IX-7 9.4.5 Manejer Produksi ..................................................................... IX-7 9.4.6 Manjer Teknik.......................................................................... IX-8 9.4.7 Kepala Bagian Pembelian ........................................................ IX-8 9.4.8 Kepaa Bagian Penjualan .......................................................... IX-8 9.4.9 Kepala Bagian Pembukuan ...................................................... IX-8 9.4.10 Kepala Bagian Perpajakan ..................................................... IX-8 9.4.11 Kepala Bagian Kepegawaian ................................................. IX-8 9.4.12 Kepala Bagian Humas............................................................ IX-8 9.4.13 Kepala Bagaian Mesin ........................................................... IX-9 9.4.14 Kepala Bagian Listrik ............................................................ IX-9 9.4.15 Kepala Bagian Proses............................................................. IX-9 9.4.16 Kepala Bagian Utilitas ........................................................... IX-9 9.5 Sistem Kerja ................................................................................ IX-9 9.5.1 Karyawan Non-Shift ................................................................ IX-9 9.5.2 Karyawan Shift......................................................................... IX-10 9.6 Jumlah Karyawan Dan Tingkat Pendidikan................................... IX-11
Universitas Sumatera Utara

9.7 Sistem Penggajian .......................................................................... IX-12 9.8 Kesejahteraan karyawan................................................................. IX-13 BAB X ANALISA EKONOMI ....................................................................... X-1 10.1 Modal Investasi ............................................................................ X-1
10.1.1 Modal Investasi Tetap/ Fixed Capital Investmen (FCI)......... X-1 10.1.2 Modal Kerja/ Working Capital (WC) .................................... X-3 10.1.3 Biaya Tetap (BPT)/ Fixed Cost (TC) ..................................... X-4 10.1.4 Biaya Variable (BV)/ Variable Cost (VC) ............................. X-4 10.2 Total Penjualan (Total sales)........................................................ X-5 10.3 Perkiraan Rugi/ Laba Usaha......................................................... X-5 10.4 Analisa Aspek Ekonomi............................................................... X-5 10.4.1 Profit Margin (PM) ................................................................ X-5 10.4.2 Break Evan Point (BEP)......................................................... X-5 10.4.3 Retrun On Investmen (ROI)................................................... X-6 10.4.4 Pay Out Time (POT) .............................................................. X-7 10.4.5 Return On Network (RON).................................................... X-7 10.4.6 Internal Rate Of Return (IRR) ............................................... X-7 BAB XI KESIMPULAN ................................................................................. XI-1 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... xii LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ................................... LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS .................................... LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN................... LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI .................................. LE-1
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Produsen Fosgen di Dunia ............................................................... I-2 Tabel 1.1 Jumlah Impor Fosgen di Indonesia .................................................. I-2 Tabel 3.1 Neraca Massa Reaktor (R-210)........................................................ III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa KO Drum (V-312) .................................................... III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa Absorber (V-330) ..................................................... III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa Absorber (V-340) ..................................................... III-2 Tabel 4.1 Neraca Energi Vaporizer Cl2 (V-112).............................................. IV-1 Tabel 4.2 Neraca Energi Heater 1 Cl2 (E-114) ................................................ IV-1 Tabel 4.3 Neraca Energi Heater 2 CO (E-124)................................................ IV-1 Tabel 4.4 Neraca Energi Reaktor (R-210) ....................................................... IV-1 Tabel 4.5 Neraca Energi Kondensor (E-310)................................................... IV-2 Tabel 4.6 Neraca Energi Cooler 1 COCl2 Solution (E-322)............................ IV-2 Tabel 4.7 Neraca Energi Cooler 2 COCl2 Produk (E-325).............................. IV-2 Tabel 4.8 Neraca Energi pada Tangki CO (F-120) .......................................... IV-2 Tabel 6.1 Daftar Penggunan Instrumentasi Pada Pra-Rancangan
Pabrik Pembuatan Fosgen ................................................................ VI-9 Tabel 7.1 Kebutuhan Uap Pada Alat................................................................ VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin Pada Alat ................................................ VII-2 Tabel 7.3 Kebutuhan Air Proses Pada Alat...................................................... VII-3 Tabel 7.4 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan..................................... VII-3 Tabel 7.5 Kualias Air Sungai Citarum............................................................. VII-4 Tabel 7.6 Perincian Kebutuhan Listrik ............................................................ VII-12 Tabel 8.1 Perincian Luas Areal Pabrik ............................................................ VIII-6 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift .......................................................... IX-11 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan Dan Kualifikasi ................................................. IX-11 Tabel 9.3 Gaji Karyawan ................................................................................. IX-12 Tabel LA.1 Neraca Massa Reaktor (R-210) .................................................... LA-4 Tabel LA.2 Neaca Massa KO Drum (V-320) .................................................. LA-6 Tabel LA.3 Neaca Massa Absorber (V-330) ................................................... LA-8 Tabel LA.4 Neaca Massa Absorber (V-340) ................................................... LA-10
Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.1 Data Kapasitas Panas Gas Cpg T°K = a + bT + cT2 + dT3 + eT4 [ J/mol°K ].........................................................................................................LB-1
Tabel LB.2 Data Kapasitas Panas Cairan Cpl T°K = a + bT + cT2 + dT3 [ J/mol°K ] LB-1 Tabel LB.3 Data Panas laten [ J/mol ] ............................................................. LB-2 Tabel LB.4 Data Panas Reaksi Pembentukan .................................................. LB-2 Tabel LB.5 Tekanan uap antoine (kPa) ln P = A – (B/(T+C))........................ LB-2 Tabel LB.6 Data steam dan air pendingin yang digunakan ............................. LB-2 Tabel LB.7 Neraca Panas Vaporizer Cl2 (V-112)............................................ LB-5 Tabel LB.8 Neraca Panas Heater 1 Cl2 (E-114)............................................... LB-6 Tabel LB. 9 Panas Masuk Heater 2 CO (E-124).............................................. LB-7 Tabel LB. 10 Panas Keluar Heater 2 CO (E-124)............................................ LB-8 Tabel LB. 11 Neraca Panas Heater 2 CO (E-124) ........................................... LB-9 Tabel LB. 12 Panas Masuk Reaktor (R-210) ................................................... LB-10 Tabel LB. 13 Panas Keluar Reaktor (R-210) ................................................... LB-11 Tabel LB. 14 Neraca Panas Reaktor (R-210) .................................................. LB-12 Tabel LB. 15 Panas Masuk Kondensor (E-310) .............................................. LB-13 Tabel LB. 16 Panas Keluar Kondensor (E-310) .............................................. LB-14 Tabel LB. 17 Neraca Panas Kondensor (E-310).............................................. LB-15 Tabel LB. 18 Panas Masuk Cooler 1 COCl2 Solution (E-322)........................ LB-16 Tabel LB. 19 Panas Keluar Cooler 1 COCl2 Solution (E-322)........................ LB-17 Tabel LB. 20 Neraca Panas Cooler 1 COCl2 Solution (E-322) ....................... LB-18 Tabel LB. 21 Panas Masuk Cooler 2 COCl2 Produk (E-325).......................... LB-19 Tabel LB. 22 Panas Keluar Cooler 2 COCl2 Produk (E-325).......................... LB-19 Tabel LB. 23 Neraca Panas Cooler 2 COCl2 Produk (E-325) ......................... LB-20 Tabel LB. 24 Panas Masuk Tangki CO (F-120) .............................................. LB-21 Tabel LB. 25 Panas Keluar Tangki CO (F-120) .............................................. LB-22 Tabel LB. 26 Neraca Panas Tangki CO (F-120).............................................. LB-22 Tabel LD.1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara PendinginLD-61 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya .......................... LE-1 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift................................................. LE-3 Table LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses ................................................... LE-7 Tabel LE.4 Estimilasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ...... LE-8
Universitas Sumatera Utara

Tabel LE.5 Biaya Dana Transportasi ............................................................... LE-11 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai ................................................................. LE-15 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas ...................................................................... LE-17 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja .................................................................. LE-18 Tabel LE.9 Aturan Depresi Sesuai UU Republik Indonesia No. 17
Tahun 2000 ................................................................................... LE-19 Tabel LE.10. Perhitungan Biaya Depresiasi Sesuai UURI No. 17
Tahun 2000 ................................................................................ LE-20 Tabel LE.11 Perhitungan Biaya Alat Perlengkapan Keamanan Karyawan ..... LE-21 Tabel LE.12 Data Perhitungan Break Even Point (IRR) ................................. LE-29 Tabel LE.13 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ........................ LE-30
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 6.1 Sebuah Loop Pengendalian .......................................................... VI-3 Gambar 6.2 Suatu Proses Terkendali ............................................................... VI-4 Gambar 6.3 Instrumentasi pada pompa............................................................ VI-10 Gambar 6.4 Instrumentasi pada tangki gas ...................................................... VI-10 Gambar 6.5 Instrumentasi pada tangki cairan.................................................. VI-10 Gambar 6.6 Instrumentasi pada reaktor ........................................................... VI-11 Gambar 6.7 Instrumentasi pada vaporizer ....................................................... VI-11 Gambar 6.8 Instrumentasi pada heater ............................................................ VI-12 Gambar 6.9 Instrumentasi pada kondensor...................................................... VI-12 Gambar 6.10 Instrumentasi pada cooler .......................................................... VI-12 Gambar 6.11 Instrumentasi pada KO Drum..................................................... VI-13 Gambar 6.12 Instrumentasi pada absorber ...................................................... VI-13 Gambar 6.13 Instrumentasi pada blower ......................................................... VI-14 Gambar 6.14 Instrumentasi pada ekspander .................................................... VI-14 Gambar 6.15 Instrumentasi pada kompressor.................................................. VI-14 Gambar 8.1 Tata letak pabrik fosgen ............................................................... VIII-7 Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan ..........
Fosgen dari Karbonmonoksida dan Gas Klor .............................. IX-14 Gambar LD. 1 Sketsa sebagian bar screen, satuan mm (dilihat dari atas) ....... LD-2 Gambar LD.2 Grafik Entalpi dan temperatur cairan pada cooling tower ........ LD-60 Gambar LD.3 Kurva Hy terhadap 1 (Hy*-Hy)................................................. LD-61 Gambar LE.1 Grafik Break Even Point (BEP) ................................................ LE-27
Universitas Sumatera Utara

INTISARI
Fosgen (COCl2) pada suhu kamar dan tekanan atmosfir berupa gas reaktif tidak berwarna. Secara luas fosgen digunakan sebagai bahan intermediate yang penting, dan digunakan dalam pembuatan bahan kimia lainnya pada pabrik yang berbeda. Penggunaan fosgen terbesar adalah sebagai bahan intermediate untuk pembuatan isocyanat pada pembentukan polyurethane dan untuk pembuatan polycarbonate. Fosgen dihasilkan dari proses reaksi antara karbonmonoksida (CO) dengan gas klor (Cl2) dengan bantuan katalis karbon aktif. Pembuatan fosgen secara umum dikenal dengan menggunakan proses pengontakan langsung. Reaksi terjadi dalam reaktor fixed bed multitube pada tekanan 1 atm dan suhu 135oC. Reaktor dilengkapi dengan pendingin karena reaksinya eksotermis. Pra rancangan pabrik fosgen ini berproduksi dengan kapasitas 9.000 ton/tahun dan beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Hasil yang diperoleh dari pra rancangan pabrik ini berupa fosgen dan fosgen solution. Fosgen dan fosgen solution masing-masing dijual dengan harga Rp. 55.000 dan Rp. 60.000 perkilogramnya. Sehingga dari hasil penjualan fosgen dan fosgen solution ini diperoleh keuntungan bersih sebesar Rp 157.953.528.185,- pertahun. Kebutuhan listrik untuk pra rancangan pabrik ini adalah sebesar 723,3290 kW dengan laju alir volumetrik limbah sebesar 0,7171 m3/jam. Lokasi pabrik direncanakan terletak di Kabupaten Karawang, Jawa Barat, dengan sumber air berasal dari sungai Citarum dan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 12.886 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 150 orang. Bentuk badan usaha adalah Perseroan Terbatas (PT) dan bentuk organisasinya adalah organisasi sistem garis. Setelah dilakukan analisa aspek ekonomi diperoleh nilai Break Event Point sebesar 43,77 % dan Internal Rate of Return sebesar 42,85 , sehingga dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan fosgen ini layak untuk didirikan.
Universitas Sumatera Utara

BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Perkembangan industri di Indonesia, khususnya industri kimia mengalami
perkembangan yang cukup pesat. Perkembangan yang cukup pesat ini dapat dilihat dari meningkatnya jenis bahan kimia yang diproduksi dan kuantitasnya. Dengan peningkatan ini, berarti meningkat pula kebutuhan bahan baku dan bahan penunjang produksinya.
Fosgen, dengan rumus molekul COCl2 merupakan produk yang dihasilkan dari proses reaksi antara karbon monoksida dengan gas klor, cukup potensial untuk dikembangkan di Indonesia mengingat semakin banyak industri yang menggunakannya dan karena kebutuhannya di Indonesia masih dipenuhi dari impor. Penggunaan fosgen terbesar sebagai bahan intermediate untuk pembentukan isocyanat pada pembuatan polyurethane dan untuk pembuatan polycarbonate. Polycarbonate dan polyurethane merupakan produk yang sangat dikembangkan pemanfaatannya, misalnya untuk optical disc (cd dan dvd), busa pada automotif, roda, perabotan, bahkan untuk lem dan kondom. Selain itu fosgen juga digunakan pada industri farmasi dan pestisida juga sebagai chlorinating agent (Ullman, 2005).
Segi-segi positif dengan didirikannya pabrik fosgen ini adalah : 1. Mengatasi masalah pengangguran dengan terciptanya lapangan kerja 2. Mengurangi ketergantungan akan produk impor, karena penggunaannya di
Indonesia masih diimpor dari negara penghasil fosgen. 3. Merangsang pertumbuhan pabrik-pabrik baru, dengan penggunaan fosgen sebagai
bahan intermediate maka diharapkan akan muncul pabrik-pabrik baru yang menggunakan fosgen sebagai bahan baku utamanya.
Karena sifatnya yang beracun, penanganan gas fosgen baik dalam skala laboratorium maupun skala industri pertanian dan farmasi, memerlukan keahlian khusus. Bahaya yang dihasilkan dari reaksi pembuatan fosgen juga dapat dihasilkan dari penyimpanan fosgen dan fosgen solution. Transportasi dan penyimpanan fosgen memiliki resiko yang perlu untuk dipertimbangkan. Oleh karena itu semua bahan
Universitas Sumatera Utara

baku harus dibawa langsung ke lokasi pembuatan fosgen yang membutuhkan biaya

dan waktu yang tidak sedikit (Cotarca, 2003).

Tabel 1.1. Produsen fosgen di dunia

Negara
Asean Afrika Australia Amerika Uni Eropa

Total Kebutuhan Tahun 2008 Persentase Kebutuhan

(ribu ton/tahun)

(%)

34628,5

62

3063,3

5,5

6547,7

11,7

8497,8

15,2

3143,7

5,6

(Biro Pusat Statistik, 2011)

Perencanaan pendirian pabrik fosgen di Indonesia untuk memenuhi

kebutuhan pasar dalam negeri yang semakin meningkat setiap tahunnya, sehingga hal

ini dapat mengurangi ketergantungan pada luar negeri dan dapat merangsang

pertumbuhan pabrik-pabrik baru di Indonesia yang membutuhkan fosgen.

Permintaan fosgen di Indonesia dari tahun ke tahun mengalami peningkatan.

Kebutuhan tersebut dapat dilihat dari impor fosgen pada Tabel 1.2 dan Gambar 1.3

dibawah ini :.

Tabel 1.2. Jumlah Impor Fosgen di Indonesia

Tahun Jumlah Impor (ribu ton/tahun)

2002

8492,4

2004

9218,8

2006

9641,5

2008

13465.2

2010

14835,91

(Biro Pusat Statistik, 2011)

Jumlah Impor Fosgen di Indonesia
18000 15000 12000
9000 6000 3000
0 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012
Gambar 1.3 Jumlah Impor Fosgen di Indonesia

Universitas Sumatera Utara

Dari data di atas dilakukan perhitungan dengan cara ekstrapolasi sehingga didapat kebutuhan fosgen pada tahun 2012 sebesar 16204,8 ribu ton/tahun
Direncanakan pendirian pabrik fosgen pada tahun 2012. Dari perhitungan di atas direncanakan kapasitas perancangan pabrik sebesar 9.000 ton /tahun. Kapasitas pabrik sebesar 9.000 ton/ tahun sesuai dengan harapan : 1. Dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri. 2. Dapat membuka kesempatan berdirinya industri-industri lain yang menggunakan fosgen.
1.2 Perumusan Masalah Dengan minimnya produksi fosgen dalam negeri mengakibatkan kebutuhan
akan fosgen sangat bergantung kepada impor sehingga hal ini mendorong untuk dibuatnya suatu pra rancangan pabrik pembuatan fosgen dari karbon monoksida dan gas klor dengan tujuan mencukupi kebutuhan fosgen dalam negeri.
1.3 Tujuan Perancangan Secara umum, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan fosgen ini adalah untuk
menerapkan disiplin ilmu teknik kimia khususnya di bidang perancangan, proses dan operasi teknik kimia sehingga dapat memberikan gambaran kelayakan pra rancangan pabrik pembuatan fosgen dari karbon monoksida dan gas klor.
Secara khusus, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan fosgen ini adalah untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri akan fosgen sehingga dapat mengurangi ketergantungan terhadap impor fosgen.
1.4 Manfaat Perancangan Manfaat pra rancangan pabrik pembuatan fosgen adalah memberikan
gambaran kelayakan dari segi rancangan dan ekonomi sehingga diharapkan akan menjadi salah satu pendukung pertumbuhan industri di Indonesia juga memenuhi kebutuhan fosgen dalam negeri.
Manfaat lain yang ingin dicapai adalah dapat meningkatkan devisa negara dan dapat membantu pemerintah dalam penanggulangan masalah pengangguran di Indonesia yaitu, dengan cara menciptakan lapangan pekerjaan baru.
Universitas Sumatera Utara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Fosgen Fosgen (COCl2) pada suhu kamar dan tekanan atmosfir berupa gas reaktif
tidak berwarna. Senyawa fosgen ini pertama kali dibuat pada tahun 1812 oleh John Davy dengan reaksi dari karbon monoksida dan gas klor sebagai bahan baku dan karbon aktif sebagai katalisatornya. Konsumsi kebutuhan dunia akan fosgen saat ini adalah 5-6.106 ton/tahun. Fosgen dapat dibuat dari karbonmonoksida, hidrokarbon terhalogenasi, material karbon, karbondioksida, karbonsulfida, dan dari senyawa oksigen lainnya (Cotarca & Eckert, 2003). Secara luas fosgen digunakan sebagai bahan intermediate yang penting, digunakan dalam pembuatan bahan kimia lainnya pada pabrik yang berbeda (Kirk & Othmer,1991).
Fosgen diproduksi secara komersial dengan reaksi uap-cair eksotermik yang tinggi dari gas klorin anhydrat dengan karbonmonoksida kemurnian tinggi dengan katalis karbon aktif, dengan kondisi enthalpy pembentukan -107,6 kJ/mol dan dibutuhkan perpindahan panas yang efisien (Cotarca & Eckert, 2003).
Berbagai kegunaan fosgen adalah sebagai berikut : 1. Digunakan dalam pembuatan polyurethane yaitu dalam pembentukan

isocyanat. Kegunaan polyurethane antara lain : a. Automotif dalam pembuatan tempat duduk dan sandaran kepala b. Perabotan dan dekorasi rumah, seperti insulator pada konstruksi rumah dan
material lantai. c. Peralatan olahraga, seperti pembuatan roda pada in line skates dan roler
blade, juga pembuatan tali pada raket tenis. d. Lem, untuk perekat kayu seperti Gorilla Glue e. Pernis, sebagai pelapis terakhir untuk melapisi kayu f. Thermoset, sebagai pelapis terhadap abrasi dalam industri pertambangan,
trasnportasi, dan pemrosesan kertas (Anonim, 2012b). 2. Digunakan dalam produksi chloroformic dan carbonate ester sebagai produk
intermediet pembuatan parfum, herbisida, insektisida dan keperluan farmasi (Kirk & Othmer,1991).
Universitas Sumatera Utara

3. Untuk pembuatan plastik polycarbonate yaitu dengan mereaksikan fosgen dengan Bhispenol A (BPA) secara langsung atau tidak langsung melalui dhipenyl carbonate. Kegunaan polycarbonate antara lain : a. Optical Disc dalam pembuatan CD dan DVD b. Automotif dalam pembuatan busa pada interior mobil dan bemper c. Bahan elektronik sebagai electric connector, outlet box dan kabel jaringan telepon d. Bahan perabotan digunakan untuk membuat meja, kursi termasuk botol susu (Kirk & Othmer,1991).
4. Dalam kimia anorganik fosgen digunakan dalam produksi aluminium chloride
5. Dalam industri kaca/gelas fosgen digunakan sebagai bleaching sand dan chlorinating agent (Ullman, 2005)

2.2 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk

2.2.1 Bahan Baku

1. Gas Klor (Cl2)

a. Sifat Fisika (Anonim, 2012d) :

1) Fasa

: cair

2) Berat molekul

: 70,914 kg/kmol

3) Titik didih (1 atm)

: -34,04°C

4) Titik leleh (1 atm) 5) Densitas gas (1 atm, 0 0C) 6) Densitas cair pada titik didih

: -101,5°C : 3,213 kg/m3 : 1,5625 g/cm3

7) Temperatur kritis

: -144°C

b. Sifat kimia (Anonim, 2012d) :

1) Bereaksi dengan CO membentuk fosgen

Cl2 + CO COCl2

2) Bereaksi dengan methana membentuk methylchloride

Cl2 + CH4 CH3Cl + HCl

Universitas Sumatera Utara

2. Karbon Monoksida (CO)

a. Sifat Fisika (Anonim, 2012h) :

1) Fasa

: gas

2) Berat molekul

: 28,010 kg/kmol

3) Titik didih (1 atm)

: -191,52°C

4) Titik leleh (1atm) 5) Densitas gas (1 atm, 0 0C) 6) Densitas cair

: -205,02°C : 1,25 kg/m3 : 789 kg/m3

7) Temperatur kritis

: -140,24°C

b. Sifat kimia (Anonim, 2012h) :

1) Bereaksi dengan methylamine membentuk dimethyl formamide

CO + (CH3)2NH (CH3)2NHCO

2) Bereaksi dengan methanol membentuk asam asetat

CO + CH3OH CH3COOH

3) Bereaksi dengan formaldehid membentuk asam glikol

CO + HCHO HOCH2COOH

3. Propana (C3H8)

a. Sifat Fisika (Anonim, 2012l) :

1) Fasa

: cair

2) Berat molekul

: 44,1 kg/kmol

3) Titik didih (1 atm)

: -42,1°C

4) Titik leleh (1atm) 5) Densitas gas (1 atm, 0 0C) 6) Densitas cair

: -188°C : 2,0098 kg/m3 : 581,2 kg/m3

b. Sifat kimia (Anonim, 2012l) :

1) Reaksi pembakaran sempurna dengan udara menghasilkan air dan

karbondioksida

C3H8 + 5O2 3CO2 +4H2O + panas

2) Reaksi pembakaran tak sempurna dengan udara menghasilkan air,

karbonmonoksida, karbondioksida dan karbon

2C3H8 + 7O2 2CO2 + 2CO + 2C + 8H2O + panas

Universitas Sumatera Utara

4. Toluena (C7H8) a. Sifat Fisika (Anonim, 2012p) :

1) Fasa

: cair

2) Berat molekul

: 92,13 kg/kmol

3) Titik didih (1 atm)

: 110,625°C

4) Titik leleh (1atm) 5) Densitas cair

: -94,991°C : 863,1 kg/m3

b. Sifat kimia (Anonim, 2012p) :

1) Reaksi dengan klorin dengan katalis FeCl3 menghasilkan isomer orto dan para klorotoluen.

2) Reaksi dengan kalium permanganate dan asam kuat (seperti asam

sulfat) menghasilkan asam benzoate dimana reaksinya dengan kromil

klorida akan menghasilkan benzaldehid.

2.2.2. Produk

1. Fosgen (COCl2)

a. Sifat fisis (Anonim, 2012e) :

1) Fasa

: cair

2) Berat molekul

: 98,92 kg/kmol

3) Titik didih

: 8,3°C

4) Titik leleh

: -118°C

5) Densitas gas (15°C) 6) Densitas cair (0°C)

: 4,248 g/L : 1,432 g/cm3

7) Temperatur kritis

: 181,89°C

b. Sifat kimia (Anonim, 2012e) :

1) Bereaksi dengan alumunium bromide membentuk carbonyl dan

aluminium chloro bromide

AlBr3 + COCl2 COBr2 + AlCl2Br

2) Bereaksi dengan alkohol membentuk ester

R-OH + COCl2 ROCCl2O + HCl

3) Bereaksi dengan amina sekunder membentuk carbonyl chloride

R2NH2 + COCl2 RNCCl2O + HCl

Universitas Sumatera Utara

2. Fosgen Solution (COCl2)

a. Sifat fisis (Anonim, 2012m) :

1) Fasa

: cair

2) Berat molekul

: 98,92 kg/kmol

3) Titik didih

: 8,3°C

4) Titik leleh

: -118°C

5) Densitas gas (15°C)

: 4,248 g/L

6) Densitas cair (20°C)

: 0,91 g/ml

7) Temperatur kritis

: 181,89°C

b. Sifat kimia (Anonim, 2012e) :

1) Bereaksi dengan alumunium bromide membentuk carbonyl dan

aluminium chloro bromide

AlBr3 + COCl2 COBr2 + AlCl2Br

2) Bereaksi dengan alkohol membentuk ester

R-OH + COCl2 ROCCl2O + HCl

3) Bereaksi dengan amina sekunder membentuk carbonyl chloride

R2NH2 + COCl2 RNCCl2O + HCl

2.3 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk

2.3.1 Spesifikasi Bahan Baku Utama

1. Gas Klor (Anthony, 1996)

a. Rumus Molekul : Cl2

b. Berat Molekul : 70,914

c. Fase

: cair

d. Kemurnian

: 99,8%

2. Karbon Monoksida (Anthony, 1996)

a. Rumus Molekul : CO

b. Berat Molekul : 28,010

c. Fase

: gas

d. Kemurnian

: 99%

Universitas Sumatera Utara

2.3.2 Spesifikasi bahan pembantu

Katalis karbon aktif (Roop, 2005)

a. Bentuk

: Butiran

b. Diameter

: 4 mm

c. Bulk density : 1350 kg/m3

2.3.3 Spesifikasi produk

1. Fosgen (Anthony, 1996)

a. Rumus Molekul : COCl2

b. Berat Molekul : 98,92

c. Fase

: cair

d. Kemurnian

: 99,69 %

2. Fosgen Solution (Anonim, 2012m)

a. Rumus Molekul : COCl2

b. Berat Molekul : 98,92

c. Fase

: cair

d. Kemurnian

: 20 %

2.4 Proses Pembuatan Fosgen Proses Pembuatan fosgen terdiri dari 3 cara yaitu :
1. Pengontakan langsung Proses pembuatan fosgen dilakukan pada fase gas dengan mereaksikan karbon monoksida dan gas klor dengan katalis karbon aktif pada reaktor fixed bed multitube pada tekanan 1 atm dan suhu 1350C. Reaktor dilengkapi dengan pendingin karena reaksinya eksotermis. Katalisator diletakkan dalam tube-tube reaktor, sedangkan pendingin di dalam shell. Gas keluar reaktor akan dikondensasikan untuk mendapatkan fosgen cair, sedangkan fosgen sisa dan uncondensable gas dikontakkan dengan pelarut untuk mengambil sisa fosgen, sementara uncondensable gas dibakar dan dibuang ke udara (Ullman, 2005).
2. Oksidasi Proses pembuatan fosgen dilakukan pada fase gas dengan mereaksikan gas asam klorida, udara dan karbonmonoksida dengan senyawa yang mengandung CuCl, KCl dengan atau tanpa mengandung metal klorida sebagai senyawa pertukaran

Universitas Sumatera Utara

massa, dengan bantuan silica gel sebagai katalis. Pada reaksi fasa pertama gas asam klorida akan teroksidasi dengan CuCl menghasilkan CuCl2 dan pada reaksi fasa kedua CuCl2 yang dihasilkan bereaksi dengan karbonmonoksida menghasilkan fosgen. Reaksi terjadi pada dua tingkatan dalam fixed bed reactor (Daumas, 1976). 3. Dekomposisi Termal dan Ultraviolet dari Hidrokarbon Terklorinasi Fosgen dapat dihasilkan dari hasil pemanasan dan dekomposisi dari beberapa macam hidrokarbon terklorinasi seperti metilen klorida, monoklorobenzen, dan diklorobenzen (digunakan sebagai pelarut dalam reaksi polimerisasi yang terkait dengan fosgen), karbon tetraklorida, kloroform, etilklorida, PVC, dan Freon. Ketika dipanaskan, hidrokarbon yang terklorinasi bereaksi dengan oksigen atau air menghasilkan klorin, hydrogen klorida, fosgen, dan beberapa produk lain. Fosgen hasil dekomposisi klorokarbon seperti dalam operasi metalurgi, drycleaning, dan pada tempat dimana pelarut kontak dengan panas atau sinar ultraviolet (Anonim, 2012i).
Proses yang dipilih dari ketiga proses ini adalah pengontakan langsung karbonmonoksida dengan gas klor untuk menghasilkan fosgen. Pemilihan proses ini untuk menghasilkan fosgen didasari dengan alasan-alasan sebagai berikut :
1. Yield dan konversi yang dihasilkan lebih tinggi dibandingkan dengan proses lain
2. Peralatan yang digunakan lebih sedikit 3. Tingkat kemurnian fosgen yang tinggi yaitu mencapai 99,69% 4. Reaksi hanya berlangsung pada 1 reaktor dan 1 tingkatan saja.
2.5 Deskripsi Proses Langkah proses pembuatan fosgen dari karbon monoksida dan gas klor dapat
dikelompokkan dalam empat tahap proses, yaitu : 1. Tahap persiapan bahan baku 2. Tahap proses utama 3. Tahap pemurnian produk 4. Tahap penyimpanan produk
Universitas Sumatera Utara

1. Tahap persiapan bahan baku Gas klor di simpan dalam Tangki Penyimpan F-110 pada fase cair dengan
tekanan 1 atm dan suhu -34,72 °C, kemudian dialirkan melalui Pompa L-111 menuju Vaporizer V-112 untuk merubah fasa gas klor dari cairan menjadi gas. Selanjutnya dialirkan melalui Blower G-113 menuju Heater E-114 untuk menaikkan suhunya dengan menggunakan steam sehingga mencapai suhu 135°C.
Sementara itu gas karbon monoksida disimpan dalam Tangki Penyimpan F120 pada fase gas dengan tekanan 15 atm dan suhu -156°C, kemudian dialirkan menuju Ekspander G-121 untuk menurunkan tekanannya menjadi 1 atm. Selanjutnya dialirkan menuju Heater E-122 untuk menaikkan suhunya dengan menggunakan steam sehingga mencapai suhu 135°C. Gas karbon monoksida yang digunakan dalam proses reaksi ini tidak dalam kondisi murni karena masih ada kandungan impuritis di dalamnya, antara lain gas metan (CH4) dengan konsentrasi 0,1%, karbondioksida (CO2) dengan konsentrasi 0,4%, dan gas hidrogen (H2) dengan konsentrasi 0,5%, sementara untuk gas karbon monoksida yang digunakan memiliki konsentrasi 99%.

2. Tahap proses utama

Bahan baku Cl2 dan CO yang telah bertekanan 1 atm dan suhu 135°C tersebut

diumpankan ke dalam reaktor yang telah berisi katalis padat karbon aktif. Di dalam

Reaktor R-210 terjadi proses reaksi CO dan Cl2 menjadi fosgen (COCl2). Reaksi

yang terjadi adalah sebagai berikut : CO(g) + Cl2(g)

COCl2(g)

ΔHf = -108 kJ mol -1

Karbon monoksida Klorin

Fosgen

Reaktor yang digunakan adalah reaktor jenis fixed bed multi tube dengan kondisi non

isothermal dan bersifat eksotermis. Reaktor dioperasikan pada suhu 135°C dengan

tekanan 1 atm. Konversi produk gas fosgen yang diperoleh dari reaktor adalah

sebesar 99,5%.

3. Tahap pemurnian produk Tahap ini bertujuan untuk memisahkan produk gas fosgen dari zat-zat
impuritis dan mendapatkan kemurnian produk yang lebih tinggi. Produk gas fosgen beserta kandungan-kandungan impuritis yang keluar dari Reaktor R-210 dialirkan

Universitas Sumatera Utara

melalui Blower G-211 menuju Kondensor E-310 untuk mengkondensasikan gas fosgen sehingga diperoleh fosgen dalam bentuk cairan, dengan cara menurunkan suhu menjadi 40°C menggunakan media air pendingin. Hasil keluaran Kondensor E310 merupakan campuran uap-cair pada tekanan 1 atm dan suhu 400C. Selanjutnya fosgen yang merupakan campuran uap cair ini dialirkan melalui pompa L-311 menuju KO Drum V-320 untuk dipisahkan antara uap dan cairan fosgennya. Sisa gas fosgen yang tidak terkondensasi yang telah terpisah di KO Drum V-320 diturunkan suhunya menjadi 320C menggunakan Cooler E-322, untuk selanjutnya diumpankan menuju Absorber V-330 untuk dipulihkan kembali menggunakan pelarut toluene. Produk fosgen yang keluar dari Absorber V-330 disebut Fosgen Solution dengan fasa cair dan kemurnian fosgen 20%.
Sementara sisa gas selain COCl2 dari Absorber V-330, antara lain Cl2, CO, H2 dan CH4 akan dibuang ke udara bebas. Tetapi karena gas Cl2 sisa yang tidak bereaksi tidak dibenarkan untuk dibuang ke udara bebas maka terlebih dahulu di treatment dengan mengontakkannya dengan campuran air dan NaOH pada Absorber V-340. NaOH disimpan pada Tangki Penyimpanan F-440 untuk kemudian dicampurkan dengan air proses pada Tangki Pencampuran MT-350 untuk selanjutnya diumpankan ke Absorber V-340. Campuran yang keluar dari Absorber V-340 terdiri dari Cl2, air dan NaOH selanjutnya dibuang ke unit pengolahan limbah cairan. sementara sisa gas CO, H2 dan CH4 dibakar pada Combuster C-360 sehingga menghasilkan gas CO2 yang dapat dibuang ke udara bebas.
4. Tahap penyimpanan produk Dari KO Drum V-320 diperoleh fosgen cair yang sudah bebas dari
kandungan uapnya dengan konsentrasi sebesar 99,69%. Produk fosgen cair ini diturunkan suhunya menjadi 320C dengan menggunakan air pendingin pada Cooler E-324, selanjutnya produk fosgen cair yang diperoleh disimpan dalam Tangki Penyimpanan F-430 pada suhu 320C dan tekanan 1 atm. Fosgen cair dengan konsentrasi kemurnian 99,69% ini juga disertai dengan beberapa kandungan zat impuritis, antara lain hidrogen klorida (HCl) dengan konsentrasi 0,1%, karbondioksida (CO2) dengan konsentrasi 0,1%, dan gas klor (Cl2) dengan konsentrasi 0,1%.
Universitas Sumatera Utara

Sementara itu Fosgen Solution yang diperoleh dari Absorber V-330 disimpan dalam Tangki Penyimpanan F-420 pada suhu 320C dan tekanan 1 atm, dengan konsentrasi kemurnian 20% dan toluene 80%.
Universitas Sumatera Utara

Udara
Air proses
Air Pendingin
Steam
Refrigeran

T = -34,720C P = 1 atm FC
LC Cl2 (l) 1

F-110

Cl2 (g) L-111

T = 50 0C TC P = 1 atm
FC

2

V-112

PC
G-113

TC
E-114

T = 1350C P = 1 atm
3
Cl2 (g)

TC

PI
R-210

TC
E-122

T = 1350C P = 1 atm
6
CO (g) CH4 (g) CO2 (g) H2 (g)

FC
PC
G-123

T = 1350C P = 1 atm
7
COCl2 (g) CO2 (g) Cl2 (g) CO (g) H2 (g) HCl (g) CH4 (g)

FC
PC
G-211

TC

T = 400C P = 1 atm

E-310
COCl2 (l) CO2 (l) Cl2 (l) CO (l) 8 H2 (l) HCl (l) CH4 (l)
FC

T = -1560C

T = -1560C PC

P = 1 atm

CO (g)

P = 15 atm

PI

45

F-120

CO (g)
CH4 (g) CO2 (g) H2 (g)

G-121

CO (g)
CH4 (g) CO2 (g) H2 (g)

L-311

Ke udara bebas

FC
L-331

T = 320C P = 0,0432 atm
15
C7H8 (l)

C7H8 (l)

LC

F-410

FC

COCl2 (g) Cl2 (g) CO (g)
H2 (g) CH4 (g)

9

PC
G-321
T = 400C P = 1 atm

V-320

TC

COCl2 (l) CO2 (l) Cl2 (l) HCl (l)

10

T = 400C P = 1 atm

FC
L-323

LC

MT-350

TC
T = 320C P = 1 atm
LC TC PC
11 V-330

H2O (l) NaOH (l)

17
T = 320C

P = 1 atm

E-322

COCl2 (g) Cl2 (g) CO (g)
H2 (g) CH4 (g)

Cl2 (g) CO (g)
H2 (g) CH4 (g)

T = 320C P = 1 atm

13

TC

BC-351
FC

T = 320C P = 1 atm
14
COCl2 (l) C7H8 (l)

LC PC
V-340

PC
G-341

19
T = 320C

Cl2 (l) H2O (l) NaOH (l)

P = 1 atm
FC

L-332

T = 320C P = 1 atm
16
NaOH (s)

NaOH (s) F-440

CO (g) H2 (g) CH4 (g)
18
T = 320C P = 1 atm

C-360

T = 320C P = 1 atm
CO2 (g) H2O (g)

COCl2 Solution (l)
F-420

LC

TC
E-324

T = 320C P = 1 atm
12
COCl2 (l) CO2 (l) Cl2 (l) HCl (l)

COCl2 (l)

LC

F-430

Kondensat
Air Pendingin Bekas
Refrigerant Bekas
Waste Water Treatment

Universitas Sumatera Utara

BAB III NERACA MASSA

Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan Fosgen dengan

kapasitas produksi 9.000 ton/tahun diuraikan sebagai berikut :

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Waktu kerja

: 330 hari

Satuan operasi

: Kg/jam

3.1 Reaktor (R-210)

Tabel 3.1 Neraca Massa Reaktor

Komponen
COCl2 CO Cl2 CH4 CO2 H2 HCl
Total

Input (kg/jam)

Alur 3

Alur 6

--

- 329,2776

863,5685

-

- 0,3326

- 1,3304

- 1,6630

--

863,5685

332,6037

1196,1722

Output (kg/jam) Alur 7
1190,1913 0,5980
1,1961 0,5980 1,1961 1,1961 1,1961
1196,1722

3.2 KO Drum (V-320)

Tabel 3.2 Neraca Massa KO Drum

Komponen
COCl2 CO
Cl2 CH4 CO2 H2 HCl

Input (kg/jam) Alur 8
1190,1913 0,59