PRARANCANGAN PABRIK METIL AKRILAT DARI ASAM AKRILAT DAN METANOL KAPASITAS 40000 TON/TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK METIL AKRILAT DARI ASAM AKRILAT DAN METANOL

KAPASITAS 40000 TON/TAHUN

Oleh

LISTYA SARI PUTRI

Pabrik metil akrilat berbahan baku asam akrilat dan metanol, akan didirikan di Cilegon, Jawa Barat. Pabrik ini berdiri dengan mempertimbangkan ketersediaan bahan baku, daerah pemasaran, sarana transportasi yang memadai, tenaga kerja yang mudah didapatkan dan kondisi lingkungan.

Pabrik direncanakan memproduksi kalsium laktat sebanyak 40000 ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang digunakan adalah asam akrilat sebanyak 4314.1391 kg/jam dan metanol sebanyak 2301.9119 kg/jam.

Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik kalsium laktat berupa pengadaan air, pengadaansteam, pengadaan listrik, kebutuhan bahan bakar, dan pengadaan udara instrumentasi.

Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur organisasiline and staffdengan jumlah karyawan sebanyak 164 orang.

Dari analisis ekonomi diperoleh:

Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 316,035,469,587.45 Working Capital Investment (WCI) = Rp 55,770,965,221.31 Total Capital Investment (TCI) = Rp 371,806,434,808.76

Break Even Point (BEP) = 46.41 %

Shut Down Point (SDP) = 31.98 %

Pay Out Time before taxes (POT)b = 1.85 tahun Pay Out Time after taxes (POT)a = 2.76 tahun Return on Investment before taxes (ROI)b = 41.03 % Return on Investment after taxes (ROI)a = 32.82 %

Discounted cash flow (DCF) = 36.18 %

Mempertimbangkan paparan di atas, sudah selayaknya pendirian pabrik metil akrilat ini dikaji lebih lanjut, karena merupakan pabrik yang menguntungkan dan mempunyai masa depan yang baik.

MANUFACTURE OF METHYL ACRYLATE FROM ACRYLIC ACID AND METHANOL

CAPACITY OF 40,000 TONS / YEAR By

LISTYA SARI PUTRI

Factory which is made by raw material acrylic acid and methanol, will be erected on Cilegon, West Java. The factory was established by considering the availability of raw materials, marketing area, transportation facilities, readily available labor and environmental conditions.

The factory is planned to produce methyl acrylate of 40,000 tons / year, with operating time of 24 hours / day, 330 days / year. The raw materials used are much acrylic acid 4314.1391 kg/jam and methanol as much as 2301.9119 kg/hr.

Provision of utility plant needs calcium lactate the provision of water, provision of steam, electricity supply, fuel requirements, and procurement of air instrumentation.

The form is a Limited Liability company (PT) using a line and staff organizational structure and employs as many as 164 people.

From the economic analysis is obtained:

Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 316,035,469,587.45 Working Capital Investment (WCI) = Rp 55,770,965,221.31 Total Capital Investment (TCI) = Rp 371,806,434,808.76

Break Even Point (BEP) = 46.41%

Shut Down Point (SDP) = 31.98%

Pay Out Time before taxes (POT) b = 1.85 years Pay Out Time after taxes (POT) a = 2.76 years Before taxes Return on Investment (ROI) b = 41.03% After taxes Return on Investment (ROI) a = 32.82%

Discounted cash flow (DCF) = 36.18%

Considering the above explanation, it is proper plant establishment methyl acrylate was studied further, because it is a profitable factory and have a good future.

A. Latar Belakang

Dewasa ini industri kimia di Indonesia tumbuh dengan pesat. Terbukti dengan semakin banyaknya pabrik-pabrik kimia yang didirikan. Hal ini memacu Indonesia untuk lebih efisien dalam melakukan terobosan baru sehingga produk yang dihasilkan mempunyai pangsa pasar dan daya saing disamping harus ramah lingkungan. Salah satu industri kimia yang mempunyai kegunaan penting dan memiliki prospek yang bagus adalah Methyl Acrylate. Methyl Acrylate merupakan hasil aplikasi proses esterifikasi yang sangat penting. Sekitar 77% pemakaiannya digunakan untuk membuat polimer yang penting untuk industri kertas, plastik, tekstil ataupun sebagai bahan pelapis. (Kirk & Othmer, 1982)

Methyl Acrylate dikenal juga dengan nama lain yaitu methyl propenoate dengan rumus molekul C4H6O2. Methyl Acrylate adalah senyawa kimia yang tidak berwarna, mudah menguap yang diklasifikasikan sebagai metil ester, \memiliki bau tajam yang digunakan dalam penyusunanpolyamidoamine(PAMAM).

Kebutuhan Methyl Acrylate dalam negeri menurut data Badan Pusat Statistik (BPS) dari tahun ke tahun semakin meningkat seiring meningkatnya laju pertumbuhan industri di Indonesia. Senyawa ini pada mulanya digunakan terbatas untuk keperluan tertentu saja. Setelah itu diketahui baru-baru ini bahwa Methyl Acrylate ternyata juga dapat digunakan sebagai plasticizer dalam industri bioplastik dan reagen yang digunakan dalam sintesis intermediet bidang pangan. Sejauh ini pemenuhan kebutuhanMethyl Acrylate di Indonesia masih diimpor dari negara lain seperti Malaysia, United State, China dan Taiwan. Untuk itu industri methyl acrylate mempunyai prospek yang cukup baik jika dikembangkan di Indonesia untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri terhadap methyl acrylate yang tiap tahunnya terus bertambah sehingga perancangan pabrik methyl acrylate merupakan pemikiran yang menarik untuk ditelaah.

B. Kegunaan Produk

Produk methyl acrylate telah banyak digunakan dalam berbagai macam industri diantaranya:

1. Sebagai bahan baku pembuatan polimer emulsi dan larutan polimer. Polimer emulsi banyak digunakan sebagai bahan pelapis pada proses akhir pada industri kayu, furniture dengan bahan baku besi, kontainer, kaleng serta kawat; bahan perekat dan bahan pengikat pada industri kulit, tekstil dan kertas; bahan baku untuk pembuatan cat dan pengkilap lantai serta serat dan plastik sintesis.

2. Digunakan sebagai amfoter surfaktan. Proses pembuatannya yaitu amina lemak dasar (lauril amina) direaksikan dengan methyl acrylate untuk menghasilkan ester N-lemak-• _{-amino propionik.}

3. Digunakan sebagai substrat untuk menghasilkan sistein dan vanilin yang kemudian diproses lebih lanjut untuk industri pangan sebagai bahan tambahan makanan. Sistein dan vanilin dalam industri pangan terutama digunakan pada reaksi flavour (savoury flavour), selain itu digunakan sebagai antioksidan, kondisioner alami adonan roti. Di Amerika, sistein dalam bentuk n-acetyl sistein digunakan pada produkdietary supplement.

C. Ketersediaan Bahan Baku

Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan methyl acrylate adalah methanol (CH3OH) dan acrylic acid (C2H3COOH). Bahan baku methanol didapatkan dari pabrik PT. Kaltim Methanol Industri, Kalimantan Timur (kapasitas 660000 MTPY) dan Marine Jasrum Medco Methanol Bunyu (MMB), Kalimantan Timur (kapasitas 110 juta galon/tahun) . Sedangkan acrylic aciddidapat dari PT. Nippon Shokubai Indonesia, Cilegon (kapasitas 60000 ton/tahun). Produksi dari PT. Kaltim Methanol Industri telah dipasarkan di berbagai wilayah baik dalam maupun luar negeri. Untuk pemasaran ke luar negeri dilakukan oleh Sojitz Corporation sebesar 70% (480000 MT) dan sisanya 30% (180000 MT) untuk wilayah Indonesia dipasarkan oleh PT. Humpuss. Untuk wilayah Indonesia sendiri, 80% produk methanol telah dipasarkan ke beberapa industri misalnya industri

formaldehyde yang menghasilkan adhesives untuk playwood dan industri woodprocessing serta industri MTBE dan sisanya 20% dapat digunakan untuk memenuhi pembuatan methyl acrylate. Dengan mengadakan kontrak kerjasama dengan kedua pabrik tersebut maka diharapkan kebutuhan methanol dan acrylic acid sebagai bahan baku pembuatan methyl acrylate dapat terpenuhi.

D. Analisis Pasar

1. Harga bahan Baku dan Produk

Harga bahan baku dan produk pada pabrik methyl acrylate dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 1.1 Harga bahan baku dan produk

Bahan Harga (USD/ton)

Methanol 250

Acrylic Acid 1060

Methy Acrylate 2800

Sumber: www.icis.com,(27 Maret 2012)

2. Kebutuhan Pasar

Data statistik yang diperoleh dari Badan Pusat Statistik (BPS) menunjukkan bahwa permintaanmethyl acrylatedi Indonesia hingga saat ini cukup tinggi dan untuk memenuhi kebutuhan methyl acrylate selama ini masih mengimpor dari negara-negara seperti Malaysia, United State, China dan Taiwan. Data statistik yang diperoleh dari BPS mengenai jumlah impormethyl acrylatedapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 1.2 Data impormethyl acrylatedi Indonesia tahun 2011 Tahun Jumlah Impor (dalam ton)

2004 13288.879

2005 12954.597

2006 16725.155

2007 23681.950

2008 34227.554

2009 29387.040

2010 26806.574

Sumber :Badan pusat statistik, 2012

Dari Tabel 1.2 terlihat bahwa kebutuhan methyl acrylate dalam negeri mengalami peningkatan. Hal ini disebabkan karena bertambahnya kebutuhan dan di Indonesia belum terdapat pabrik esther acrylatejenis methyl acrylate sehingga untuk memenuhi kebutuhan methyl acrylate diperoleh dari impor. Pada kenyataannya, di Indonesia sebenarnya sudah berdiri pabrik yang memproduksi beberapaesther acrylateselain methyl acrylate yaitu isobuthyl acrylate, isononyl acrylate dan trimethylpropane triacrylate. Pabrik tersebut adalah Nippon Shokubai Indonesia di Cilegon, Banten yang merupakan anak perusahaan dari Nippon Shokubai Japan.

Pada tahun 2009 hingga tahun 2010 terjadi penurunan impor methyl acrylateyang dikarenakan krisis keuangan global yang melemahkan pasar dalam negeri sehingga industri tumbuh pesimistis dan berdampak pada memburuknya perekonomian nasional seperti kenaikan TDL, pasokan gas yang dikurangi, komoditi primer melonjak, dll. Nilai pertumbuhan industri

semakin melemah merupakan dampak berantai resesi ekonomi dunia. Namun sepanjang lima tahun terakhir, industri nasional akan terus menunjukan perkembangan positif yang ditandai dengan kontribusi PDB di atas 27 persen. Industri sudah dapat bangkit dari krisis ekonomi yang bahkan sempat anjlok ke posisi minus 13 persen (Republika Online, 29 Juli 2012). Begitu pula dengan konsumsi methyl acrylate di Indonesia diperkirakan akan terus meningkat. Proyeksi pertumbuhan tersebut didasari semakin membaiknya perekonomian nasional, investasi penanaman modal dalam negeri maupun asing terus naik dan pertambahan jumlah penduduk yang diikuti dengan peningkatan daya beli masyarakat (public demand) serta munculnya terobosan baru sehingga muncul diversifikasi penggunaanmethyl acrylatedi beberapa bidang.

Peningkatan konsumsi methyl acrylate didasarkan atas perkembangan industri pemakainya yang mengalami perkembangan cukup pesat. Cukup banyak perusahaan di Indonesia yang mengkonsumsimethyl acrylate (data konsumen terlampir). Di samping masih tingginya minat investasi pada sektor industri, industri pemakai yang ada juga aktif melakukan perluasan pabrik. Sehingga dengan pendirian pabrik ini diharapkan kebutuhanmethyl acrylatedalam industri di Indonesia dapat terpenuhi dan akan merangsang pertumbuhan pabrik baru yang menggunakan bahan bakumethyl acrylate.

E. Kapasitas Pabrik

Prediksi kapasitas pabrik diambil berdasarkan data statistik yang diperoleh dari Badan Pusat Statistik (BPS) prihal data impor methyl acrylate di Indonesia. Peningkatan impor methyl acrylate dari tahun ke tahun dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 1.1 Prediksi impormethyl acrylatedi Indonesia

Dari persamaan yang diperoleh pada Gambar 1.1 dengan menggunakan metode regresi linear, kebutuhan methyl acrylate di Indonesia untuk tahun 2016 diyakini sebesar 51000 ton/tahun. Berdasarkan data kebutuhan tersebut, maka besarnya kapasitas pabrik methyl acrylate yang direncanakan sebesar 80 % dari total kebutuhan di Indonesia, yaitu 40000 ton/tahun.

y = 3247,2x + 9450,2 R² = 0,7128

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000

0 1 2 3 4 5 6 7 8

K

a

p

a

si

ta

s

(t

o

n

)

Tahun

ke-Series1 Linear (Series1)

F. Lokasi Pabrik

Penentuan lokasi pabrik sangat penting pada suatu perancangan karena akan berpengaruh secara langsung terhadap kelangsungan hidup pabrik. Berdasarkan faktor-faktor di bawah ini maka pabrik yang akan didirikan berlokasi di Kawasan Industri Cilegon, Banten dengan pertimbangan sebagai berikut :

1. Sumber Bahan Baku

Lokasi pabrik dipilih karena dekat dengan salah satu sumber bahan baku yakni bahan baku asam akrilat yang diproduksi oleh PT. Nippon Shokubai Indonesia di Cilegon, Banten. Meskipun bahan baku metanol diperoleh dari PT. Kaltim Methanol Industri dan Marine Jasrum Medco Methanol Bunyu (MMB) yang keduanya berlokasi di Kalimantan Timur, akan tetapi hal ini tidak menghalangi pendistribusian bahan baku karena bahan baku methanol dapat di distribusi melalui jalur laut.

2. Daerah Pemasaran

Lokasi pabrik dekat dengan daerah pemasaran produk. Konsumen terbesar metil akrilat adalah industri polimer dan cat yang sebagian besar berlokasi di Jawa Barat, Jawa Timur dan Jawa Tengah. Sedangkan untuk konsumen metil akrilat lainnya pada umummnya berlokasi di pulau Jawa sehingga dalam pemasarannya mudah.

3. Transportasi

Jalur transportasi baik darat maupun laut yang berperan dalam pendistribusian bahan baku maupun produk cukup memadai, untuk transportasi darat tersedia jalan raya yang menghubungkan ke daerah-daerah lain yang berpotensi untuk menunjang jalannya proses produksi dan pemasaran. Karena metanol di peroleh dari Kalimantan Timur maka adanya pelabuhan laut menjadi hal yang sangat penting. Transportasi laut dapat dilakukan melalui pelabuhan Tanjung Priok.

4. Penyediaan Utilitas

Untuk menjalankan proses produksi pabrik diperlukan sarana pendukung sebagai pembangkit tenaga listrik dan air. Sumber air diperoleh melalui pengolahan air sungai Ciujung atau Cidanau, Cilegon Jawa Barat. Sedangkan untuk listrik dapat disuplai dari PLN dan penyediaan generator.

5. Tenaga Kerja

Tenaga kerja yang terampil dibutuhkan dalam proses suatu pabrik. Untuk kebutuhan tenaga kerja dapat dipenuhi dari daerah Banten karena daerah ini terdapat sumber daya manusia yang berkualitas, selain dari daerah Banten sendiri tenaga kerja dari berbagai daerah pun digunakan. Masyarakat di sekitar lokasi pabrik dapat menjalin kerjasama yang baik, sehingga kondisi dan lingkungan yang harmonis antara pabrik dan masyarakat dapat terjalin.

6. Kawasan Industri

Pendirian pabrik perlu memperhatikan beberapa faktor kepentingan yang

terkait di dalamnya, kebijaksanaan pengembangan industri, dan

hubungannya dengan pemerataan kesempatan kerja, kesejahteraan, dan

hasil-hasil pembangunan. Merak, Banten merupakan suatu kawasan industri

yang telah memenuhi faktor kelayakan baik mengenai iklim, sosial dan karakteristik lingkungan. Sehingga tidak menghambat pendirian dan kelangsungan operasional dari pabrik.

7. Komunitas Masyarakat

Masyarakat di sekitar lokasi perlu juga diperhatikan karena pada beberapa jenis industri masyarakat ini dapat dijadikan pegawai yang prospektif, dan akan mempengaruhi tingkat keamanan yang merupakan salah satu hal penting yang perlu dijadikan pertimbangan. Merak, Banten merupakan kawasan industri sehingga masyarakat sekitar sudah terbiasa dengan keadaan tersebut.

II. DESKRIPSI PROSES

A. Jenis-Jenis Proses

Proses produksi Metil Akrilat dapat dibuat melalui beberapa cara, antara lain :

1. Pembuatan Metil Akrilat dari Asetilena

Proses pembuatan metil akrilat adalah dengan mereaksikan metanol, asetilena dan karbon monoksida dengan menggunakan katalis nikel halida (misalnya NiBr2 atau NiCl2). Reaksi pembentukan metil akrilat berlangsung pada suhu 220 – ₂₇₀ o_{C dan tekanan 2000-4500 lb/inc}2 (140.61-316.38 atm) dengan waktu tinggal 5-15 menit. Reaksi dapat dilangsungkan secarabatchmaupuncontinue.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

HC≡CH_{(g)+ CH3OH(l)+ CO(g) H2C=CH-COOCH3(l) ..}∆_{H=-36.026 j/kmol.. (2.1)}

Secara teoritis, satu mol asetilen bereaksi dengan 1 mol methanol dan 1 mol karbonmonoksida tetapi reaksi bahkan semakin baik ketika menggunakan ekses methanol berlebih. Kondisi operasi harus dijaga pada kondisi optimum. Temperatur dan tekanan tinggi dibutuhkan agar reaksi berjalan cepat dan spontan. Konversi yang diperoleh mencapai 92 %.

Ketika tekanan diturunkan dari kondisi operasi yang ditetapkan maka konversi pun akan menurun atau butuh waktu tinggal yang cukup lama untuk mencapai konversi yang sama. Hasil reaksi berupa liquid yang kemudian dinetralisasi dan dimurnikan di dalam kolom distillasi.

2. Proses Oksidasi Propilena

Pada proses ini, pembuatan metil akrilat berlangsung dalam dua tahap. Tahap pertama adalah oksidasi katalitik terhadap propilena membentuk asam akrilat. Katalis yang digunakan adalah Cobalt Molibdate dan tellurium oxide. Reaksi sangat eksoterm, suhu keluaran yang dihasilkan sebesar 400-500oC pada tekanan atmosfer.

Reaksi Oksidasi propilena ini sangat kompleks dan jika tidak dapat dikendalikan dengan baik mengakibatkan terbentuknya produk samping yang bermacam macam, tergantung dari kondisi dan katalisnya. Selanjutnya, akrolein yang terbentuk diubah menjadi asam akrilat pada suhu 400oC. Gas panas yang keluar dari reaktor didinginkan dengan menggunakan heat exchanger untuk mencegah terjadinya reaksi samping dan pembentukan polimer. Asam akrilat yang terkandung dalam gas panas tersebut dipisahkan, kemudian diumpankan dalam menara esterifikasi.

Tahap selanjutnya adalah tahap esterifikasi dari asam akrilat dan metanol dengan menggunakan katalis asam atau cation exchange resin sehingga terbentuk metil akrilat. Metil akrilat yang dihasilkan dialirkan ke menara distillasi untuk dimurnikan, sedangkan larutan akrilik dan asam asetat

yang tak bereaksi di recycle. Konversi yang diperoleh sebesar 58% terhadap propilena.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : • Tahap Oksidasi Propilena

CH2=CHCH3(g)+ O2(g) CH2=CHCHO(g)+ H2O(g)..∆H=-34.332 j/kmol….(2.2)

CH2=CHCHO(g)+ ½ O2(g) CH2=CHCOOH(g)..∆H=-27.411 j/kmol……...(2.3)

• Tahap Esterifikasi

CH2CHCOOH(l)+ CH3OH(l) CH2=CHCOOCH3(l)+ H2O(l)..∆H=-1.7964j/kmol

(2.4)

3. Proses Esterifikasi

Proses pembuatan metil akrilat dengan cara esterifikasi dapat dilihat pada reaksi (2.4) diatas. Pada proses ini, reaksi berlangsung pada tekanan atmosfer, suhu 80-95oC, rasio molar methanol dan asam akrilat sebesar 1.2 : 1, dengan konversi reaktor sebesar 98% terhadap asam akrilat.

Setelah proses esterifikasi yang dilangsungkan dalam reaktor selesai, maka produk yang keluar berupa campuran metil akrilat, asam akrilat, metanol, air dan katalis asam sulfat. Kemudian keluaran reaktor dialirkan ke kolom distillasi 1 yang berfungsi untuk memisahkan asam akrilat dan asam sulfat dari campuran tersebut. Asam sulfat dan asam akrilat yang merupakanbottom product distilasi 1 di recycleke reaktor sedangkan top product yang berupa campuran metil akrilat, methanol dan air masuk ke distilasi 2. Pada menara distillasi 2 terjadi pemisahan methanol terhadap

air dan metil akrilat. Metanol bersama sedikit air dan metil akrilat yang terikut sebagaitop productmenara distillasi 2 di–_{recyclebersama dengan} bottom product menara distillasi 1. Bottom product menara distillasi 2 berupa metil akrilat dimurnikan dengan kemurnian 99.5 % dari air dan reaktan yang tersisa.

B. Pemilihan Proses

a. Tinjauan berdasarkan proses

Pemilihan berdasarkan proses yang telah diuraikan sebelumnya dapat dibandingkan sebagai berikut :

Tabel 2.1 Perbandingan Berdasarkan Proses Pembuatan Metil Akrilat

Kriteria Pembuatan dari asetilena

Oksidasi

Propilena Esterifikasi

Konversi 92% 58% 98%

Reaksi 1 tahap 2 tahap 1 tahap

Tekanan 140.61-316.38 atm 1 atm 1 atm

Suhu 220-270oC 400-500oC 80-95oC

Hasil

samping NiCl2dan H2 H2O H2O

b. Tinjauan termodinamika

Tinjauan secara termodinamika ditujukan untuk mengetahui sifat reaksi apakah reaksi dapat berlangsung atau tidak.

1. Pembuatan Metil Akrilat dari Asetilena Reaksi :

HC≡CH_{(g)+ CH3OH(l)+ CO(g) H2C=CH-COOCH3(l)}

Tabel 2.2 NilaiΔ G°_{fmasing-masing Komponen} Senyawa ∆Go(10-7J/kmol)

C2H2 21.068

CH3OH -16.23

CO -13.715

C4H6O2 -25.7

Sumber :Perry’sTabel 2-196

∑ ∆GO

=Σ_(nΔ _Go_{f) produk}– Σ_(nΔ _Go_{f) reaktan} = [∆GO

C4H6O2]−[(∆GO C2H2) + (∆GO CH3OH ) + (∆GOCO)] = [-25.7]−[(21.068) + (-16.23) + (-13.715)]

= -16.823

2. Proses Oksidasi Propilena a. Tahap Oksidasi Propilena

Reaksi 1 :

CH2=CHCH3(g)+ O2(g) CH2=CHCHO(g)+ H2O(g)..

Tabel 2.3 NilaiΔ G°_{fmasing-masing Komponen} Senyawa ∆Go(10-7J/kmol)

C3H6 6.215

O2 0

C3H4O -5.68

H2O -22.85

∑ ∆GO

=Σ_(nΔ _Go_{f) produk}– Σ_(nΔ _Go_{f) reaktan} = [(∆GO

C3H4O) + (∆GOH2O)]−[(∆GOC3H6)+ (∆GO O2)] = [(-5.68) + (-22.85)]−[(6.215) + (0)]

= -34.745

Reaksi 2 :

CH2=CHCHO(g)+ ½ O2(g) CH2=CHCOOH(g)..

Tabel 2.4 NilaiΔ G°_{fmasing-masing Komponen} Senyawa ∆Go(10-7J/kmol)

C3H4O -5.68

O2 0

C3H4O2 -30.60

Sumber :Perry’sTabel 2-196

∑ ∆GO

=Σ_(nΔ _Go_{f) produk}– Σ_(nΔ _Go_{f) reaktan} = [∆GO

C3H4O2]−[(∆GOC3H4O)+ (∆GO O2)] = [-30.60]−[(-5.68) + (0)]

= -24.92

b. Tahap Esterifikasi Reaksi :

Tabel 2.5 NilaiΔ G°_{fmasing-masing Komponen} Senyawa ∆Go(10-7J/kmol)

C3H4O2 -30.60

CH3OH -16.23

C4H6O2 -25.7

H2O -22.85

Sumber :Perry’sTabel 2-196

∑ ∆GO

=Σ_(nΔ _Go_{f) produk}– Σ_(nΔ _Go_{f) reaktan} = [(∆GO

C4H6O2) + (∆GO H2O] − [(∆GO C3H4O2)+ (∆GO CH3OH )]

= [(-25.7) + (-22.85)]−[(-30.60) + (-16.23)] = -1.72

3. Proses Esterifikasi Reaksi :

CH2CHCOOH(l)+ CH3OH(l) CH2=CHCOOCH3(l)+ H2O(l)..

Tabel 2.6 NilaiΔ G°_{fmasing-masing Komponen} Senyawa ∆Go(10-7J/kmol)

C3H4O2 -30.60

CH3OH -16.23

C4H6O2 -25.7

H2O -22.85

∑ ∆GO

=Σ_(nΔ _Go_{f) produk}– Σ_(nΔ _Go_{f) reaktan} = [(∆GO

C4H6O2) + (∆GO H2O] − [(∆GO C3H4O2)+ (∆GO CH3OH )]

= [(-25.7) + (-22.85)]−[(-30.60) + (-16.23)] = -1.72

Berdasarkan nilai ∆Go _{semua reaksi dari masing-masing proses yang} telah diperoleh menunjukkan bahwa reaksi pada reaktor dapat berlangsung tanpa membutuhkan energi yang besar, karena diinginkan nilai ∆Go _{< 0 agar tidak membutuhkan energi berupa panas yang terlalu} besar (konsumsi energi kecil). Dalam parameter perancangan pabrik kimia berupa parameter thermodinamika bahwa nilai ∆Go _{< 0 masih} dapat terpenuhi.

c. Tinjauan Ekonomi

Tinjauan ekonomi ini bertujuan untuk mengetahui bruto yang dihasilkan oleh pabrik ini selama setahun dengan kapasitas 40,000 ton/tahun. Berikut ini perbandingan beberapa harga bahan baku dan harga produk pada tahun 2012.

Tabel 2.7 Harga bahan baku dan produk

Bahan Harga dalam $ Harga dalam Rp.

Metanol 250 USD/ton 2,394,500/ton

Asam Akrilat 1060 USD/ton 10,152,680/ton Asetilena* 61 USD/cylinder 584,258/cylinder Karbon Monoksida* 45 USD/cylinder 431,010/cylinder Propilene 1469 USD/ton 14,070,082/ton

Oksigen 2.5 USD/liter 25,000/liter

Metil Akrilat 2800 USD/ton 26,818,400/ton

Sumber: * www.alibaba.com,2012 dan www.icis.com, 2012

1. Proses Pembuatan dengan Asetilena Konversi : 92%

Kapasitas : 40,000 ton metil akrilat tiap tahun

= ( )

= 40,000,000 86 = 465,116.279

Dengan reaksi :

HC≡CH_{(g) + CH3OH(l) + CO(g) H2C=CH-COOCH3(l)}

Mula a b c

Bereaksi 465,116.279 465,116.279 465,116.279 465,116.279 Setimbang (a-465,116.279)(b-465,116.279) 465,116.279 465,116.279

Dari reaksi diatas, untuk menghasilkan 40,000 ton atau 465,116.279 kmol metil akrilat dengan konversi reaksi 95% maka dibutukan reaktan sebagai berikut

= = = 1: 1: 1 , , = 100%

92% 465,116.279 = 505,561.173

• Mol methanol = 505,561.173 kmol

Metanol yang dibutuhkan untuk menghasilkan 40,000,000 kg metil akrilat

= mol metanol * BM metanol = 505,561.173 kmol x 32 kg/kmol = 16,178 ton

• Mol Asetilen = 505,561.173 kmol

Asetilen yang dibutuhkan untuk menghasilkan 40,000,000 kg Metil akrilat

= mol asetilen * BM asetilen = 505,561.173 kmol x 26 kg/kmol = 13,144 ton

• Mol Karbon monoksida = 505,561.173 kmol

Karbon monoksida yang dibutuhkan untuk menghasilkan 40,000,000 kg Metil akrilat

= mol CO * BM CO

= 505,561.173 kmol x 28 kg/kmol = 14,156 ton

Jumlah harga bahan baku:

= (16,178 ton/tahun x $ 250 USD/ton) + (13,144,000 kg/tahun x $ 61/7.2 kg) + (14,156,000 kg/tahun x $ 45/8 kg)

= $ 195,030,888.9 /tahun

Harga produk metil akrilat:

= (40,000 ton/tahun x $ 2800/ton) = $ 112,000,000 /tahun

Keuntungan per tahun = Harga Produk–_{Harga Reaktan} = $ 112,000.000 - $195,030,888.9 = $ -83,030,888.9

= (minus) Rp. 795,269,853,900

Harga produksi per kg metil akrilat :

= /

=$ 195,030,888.9 /tahun 40,000,000 kg/tahun = $ 4.876/ kg = $ 4876/ ton

Harga pembuatan per kg metil akrilat dengan menggunakan proses ini sebesar $ 4876/ ton, lebih mahal dibandingkan harga jual metil akrilat sebesar $ 2800 /ton (rugi).

2. Proses Oksidasi Propilena Konversi : 58%

Kapasitas produk : 40,000 ton Metil akrilat tiap tahun

= ( )

= 40,000,000 86 = 465,116.279

Dengan reaksi :

CH3OH + CH2=CHCH3+ 3/2 O2 CH2=CHCOOCH3+ H2O

Mula a b c

Bereaksi (465,116.279) (465,116.279) (465,116.279) (465,116.279)(465,116.279) Sisa (a-465,116.279)(b-465,116.279)(c-465,116.279) (465,116.279)(465,116.279)

Dari reaksi diatas, untuk menghasilkan 40,000 ton atau 465,116.279 kmol metil akrilat dengan konversi reaksi 58% maka dibutukan reaktan sebagai berikut

= 100%

58% 465,116.279 = 801,924.619 : = 1: 1 = 801,924.619

c: = 1.5 1

= 1.5 801,924.619 = 1,202,886.9

• Mol methanol = 801,924.619 kmol

Metanol yang dibutuhkan untuk menghasilkan 40,000,000 kg metil akrilat

= mol metanol * BM metanol = 801,924.619 kmol x 32 kg/kmol = 25,661,587.81 kg = 25,661.5878 ton

• Mol Propilena =801,924.619 kmol

Propilena yang dibutuhkan untuk menghasilkan 40,000,000 kg Metil akrilat

= mol propilena * BM propilena = 801,924.619 kmol x 42 kgr/kmol = 33,680,834 kg

= 33,680.834 ton

• Mol Oksigen =1,202,886.9 kmol

Oksigen yang dibutuhkan untuk menghasilkan 40,000,000 kg Metil akrilat

= mol Oksigen * BM Oksigen = 1,202,886.9 kmol x 32 kg/kmol = 38,492,380.8 kg

Jumlah harga bahan baku:

= (33,680.834 ton x $ 1469.23/ton) + (25,661.5878 ton x $ 250/ton) + (26,936,585,580 liter x $ 2.5 /liter)

= $ 67,397,364,240

Harga produk metil akrilat: = (40,000 ton x $ 2800/ton) = $ 112,000,000 /tahun

Keuntungan per tahun = Harga Produk–_{Harga Reaktan} = $ 112,000,000 - $67,397,364,240 = $-67,285,364,240

= Rp._–6.44 * 1014

Harga produksi/kg metil akrilat :

=

=$ 67,397,364,240/tahun 40,000,000 kg/tahun

= $ 1684.934/ kg = $ 1684000.934/ ton = Rp. 16,138,298.87/ kg ($1 = Rp 9578)

Harga pembuatan per kg metil akrilat dengan menggunakan proses ini sebesar $ 1684000/ ton, jauh lebih mahal dibandingkan harga jual metil akrilat sebesar $ 2800 /ton (rugi).

3. Proses Esterifikasi Konversi : 98%

Kapasitas produk : 40,000 ton Metil akrilat tiap tahun

= ( )

= 40,000,000 86 = 465,116.279

Dengan reaksi :

CH3OH(l)+ CH2=CHCOOH(l) CH2=CHCOOCH3(l)+ H2O(l)

Mula a b

Bereaksi 465,116.279 465,116.279 465,116.279 465,116.279 Sisa a-465,116.279 b-465,116.279 465,116.279 465,116.279

Dari reaksi diatas, untuk menghasilkan 40,000 ton atau 465,116.279 kmol metil akrilat dengan konversi reaksi 98% maka dibutukan reaktan sebagai berikut

( ) = 100%

98% 465,116.279 = 474,609.3022

: = 1.2: 1 ( ) = 1.2 489,596.083 ( ) = 569,531.1624

• Mol methanol =569,531.1624 kmol

Metanol yang dibutuhkan untuk menghasilkan 40,000,000 kg metil akrilat

= mol metanol * BM metanol =569,531.1624kmol x 32 kg/kmol = 18,224,997.1968 kg = 18,224.997 ton

• Mol asam akrilat =474,609.3022 kmol

Asam akrilat yang dibutuhkan untuk menghasilkan 40,000,000 kg Metil akrilat

= mol asam akrilat * BM asam akrilat =474,609.3022kmol x 72 kg/kmol = 34,171,869.7584 kg

= 34,171.869 ton

Jumlah harga bahan baku:

= (18,224.997 ton x $ 250/ton) + (34,171.869 ton x $ 1,060/ton) = $ 4,556,000 + $ 36,222,108

= $ 40,778,108

Harga produk metil akrilat dalam setahun: = (40,000 ton x $ 2800/ton)

Keuntungan per tahun = Harga Produk–_{Harga Reaktan} = $ 112,000,000 - $.40,778,108 = $ 71,221,892

=Rp. 682,163,281,576

Harga produksi/kg metil akrilat :

=

= $ 40,778,108 /tahun 40,000,000 kg/tahun = $ 1.019/ kg = $ 1019/ ton

= Rp. 9,759.982/ kg ($1 = Rp 9578)

Harga pembuatan per kg metil akrilat dengan menggunakan proses esterifikasi ini sebesar $ 1019/ ton, lebih murah hampir 3 kali lipat dibandingkan harga jual metil akrilat sebesar $ 2800 /ton (layak).

Berdasarkan uraian pemilihan proses berdasarkan tinjauan proses, termodinamika dan ekonomi maka rancangan proses pembuatan metil akrilat yang dipilih yaitu berdasarkan proses pembuatan metil akrilat satu tahap dengan esterifikasi dengan mempertimbangkan beberapa hal sebagai berikut : 1. Temperatur dan tekanan lebih rendah

2. Konversi terhadap asam akrilat lebih besar

4. Menghasilkan limbah berupa H2O (tidak berbahaya) sehingga tidak butuh pengolahan limbah yang rumit.

5. Berdasarkan tinjauan termodinamika, energi gibbs∆_Go_{< 0 sehingga dapat} terpenuhi.

6. Berdasarkan tinjauan ekonomi, proses esterifikasi memberikan keuntungan paling besar jika dibandingkan proses lainnya. Harga pembuatan metil akrilat mencapai hampir 3 kali lipat dari harga jualnya sehingga dari segi ekonomi maka proses ini dinyatakan paling layak.

C. Uraian Proses

Proses pembuatan metil akrilat dari asam akrilat dan metanol meliputi tiga tahapan, yaitu: tahap persiapan bahan baku, tahap esterifikasi dan tahap pemisahan produk.

Proses ini diawali dengan mengalirkan umpan segar berupa metanol 99.9% (suhu 30°C, tekanan 1 atm) dari tangki penyimpan 01 (ST-102), asam akrilat 99% (suhu 30 °C, tekanan 1 atm) dari ST-101 dan katalis asam sulfat 93% (suhu 30 °C, tekanan 1 atm) dari ST-103 ke Heat Exchanger 01 (HE-101), Heat Exchanger 02 (HE-102) dan Heat Exchanger 03 (HE-103) hingga suhu 80°C. Selanjutnya bahan-bahan tersebut dialirkan menuju ke reaktor 01 (RE-201).

Didalam reaktor (RE-201) terjadi reaksi esterifikasi antara metanol dan asam akrilat yang menghasilkan metil akrilat dengan bantuan katalis asam sulfat. Reaksi yang terjadi dalam reaktor (RE-201) merupakan reaksi isothermal pada suhu 80 °C dan tekanan 1 atm. Reaktor yang digunakan adalah reaktor alir tangki berpengaduk (RATB) dengan konversi sebesar 88%. Reaksi yang terjadi merupakan reaksi eksotermis, sehingga diperlukan pendingin berupa koil yang dialiri air untuk menjaga suhu reaksi tetap pada 80°C.

Cairan yang keluar dari reaktor (RE-201) berupa metanol, asam akrilat, metil akrilat, air dan asam sulfat dengan suhu 80°C dimasukan kembali ke reaktor 2 (RE-202) yang dipasang secara seri untuk menyempurnakan konversi agar tercapai konversi 98%. Cairan yang keluar reaktor (RE-202) selanjutnya dimasukkan terlebih dahulu ke Heat Exchanger 02 (HE-201) untuk dipanaskan hingga suhu 85.840C dan kemudian diumpankan kedalam Menara Distilasi 1 (DC-301) untuk memisahkan asam sulfat dan sisa asam akrilat yang nantinya berupa keluaran bawah atau bottom. Hasil bawah tersebut akhirnya diumpankan (di recycle) menuju reaktor (RE-201) untuk dapat digunakan kembali sebagai umpan.

Sedangkan hasil atas menara distilasi 1 (DC-01) yang berupa metanol, metil akrilat dan air dengan suhu 85.84°C memasuki menara distilasi 2 (DC-302) untuk selanjutnya dilakukan pemisahan kembali. Umpan menara distilasi 2 (DC-302) yang masuk pada suhu 85.459 °C dan tekanan 1 atm dipisahkan sehingga diperoleh produk atas berupa metanol dan sedikit metil akrilat serta

air yang nantinya bercampur denganrecycleyang berasal daribottommenara distilasi 1 (DC-301) bersama-sama diumpankan kembali menuju reaktor (RE-201), sedangkan hasil bawah menara distilasi 2 (DC-302) berupa metil akrilat dan air masuk ke menara distilasi 3 (DC-303) untuk memisahkan produk metil akrilat dari air sehingga diperoleh. metil akrilat dengan kemurnian tinggi sekitar 99.5% dengan impurities berupa 0.05% metanol dan 0.45% air yang merupakan top product dari menara distilasi 3 (DC-303). Bottomdari menara distilasi 3 (DC-303) sebagian besar berupa air dan sangat sedikit metil akrilat. Hasil bawah menara distilasi 3 (DC-303) tersebut kemudian dibuang ke unit pengolahan limbah (UPL). Produk atas menara distilasi 3 (DC-303) yang merupakan produk yang diinginkan didinginkan terlebih dahulu sampai suhu 40 °C sebelum masuk ke tangki penyimpanan (ST-401).

I. Bahan Baku Utama 1) Asam akrilat

Rumus molekul : CH2CHCOOH Berat molekul : 72.06 g/mol

Kenampakan : cairan tak berwarna (1 atm, 30oC) Titik didih : 141oC (760 mmHg)

Titik leleh : 13oC

Suhu Kritis : 342oC

Tekanan Kritis : 56 atm

Tekanan uap : 3 mmHg (20oC)

Densitas : 1.0511 g/ml (20 C)

Viskositas : 1.19 cp (20oC) Kemurnian : 99 % ( 1 % air )

Kelarutan : larut dalam air, eter dan alkohol

2) Metanol

Rumus molekul : CH3OH Berat molekul : 32.042 g/mol

Kenampakan : cairan tak berwarna (1 atm, 30oC) Titik didih : 64.7oC (760 mmHg)

Titik leleh : -98oC

Suhu Kritis : 240oC

Tekanan Kritis : 78.5 atm

Tekanan uap : 128 mmHg (20oC)

Densitas : 0.7924 g/ml

Viskositas : 0.55 cp, (20oC) Kemurnian : 99.9 % (0.1 % air )

II. Bahan Baku Penunjang Asam sulfat

Rumus molekul : H2SO4 Berat molekul : 98.086 g/mol

Kenampakan : cairan kental tidak berwarna (1 atm, 30oC) Titik didih : 270oC (760 mmHg)

Titik leleh : 10.44oC

Suhu kritis : 650.89oC

Tekanan kritis : 63.16 atm

Densitas : 1.84 g/ml

Viskositas, 25 ºC : 3.9 cp

Kemurnian : 93 % ( 7 % air ) Kelarutan : larut dalam air

III. Produk Metil akrilat

Rumus molekul : CH2CHCOOCH3 Berat molekul : 86.088 g/mol

Kenampakan : cairan tak berwarna (pada 1 atm, 30oC) Titik didih : 80oC (760mmHg)

Titik leleh : -76oC Suhu kritis : 257.4oC Tekanan kritis : 39.52 atm

Tekanan uap : 65 mmHg (20oC) Densitas : 0.956 g/ml (25oC) Viskositas, : 0.49 cp (20 C)

Kemurnian : 99.5 % (0.45 % air dan 0.05 % metanol) Kelarutan : larut dalam akohol, eter, dan sedikit larut

A. Peralatan Proses

Peralatan proses pabrik metil akrilat dengan kapasitas 40000 ton/tahun terdiri dari:

1. Tangki Penyimpanan Asam akrilat (ST-101)

Tabel 5.1 Spesifikasi Tangki Asam akrilat (ST-101) Alat Tangki Penyimpanan Asam akrilat

Kode ST-101

Fungsi Menyimpan Asam akrilat ( C2H3COOH) dengan kapasitas 102493.6952 kg

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat bottom) dan atap(head)berbentuktorispherical. Kapasitas 130.40 m3

Dimensi Diametershell(D) = 19 ft Tinggishell(Hs) = 16 ft Tebalshell(ts) = 0.500 in Tinggi atap = 4.25 ft Tebalhead =0.625 in Tinggi total = 20.25 ft Tekanan Desain 30.4031 psi

Bahan Stainless Steel SA 167Grade11Type316

2. Tangki Penyimpanan Metanol (ST-102)

Tabel. 5.2. Spesifikasi Tangki Methanol (ST-102)

Alat Tangki Penyimpanan Metanol

Kode ST-102

Fungsi Menyimpan Metanol ( CH3OH) dengan kapasitas 105497.6598 kg

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat bottom) dan atap(head)berbentuktorispherical. Kapasitas 162.28 m3

Dimensi Diametershell(D) = 20 ft Tinggishell(Hs) = 18 ft Tebalshell(ts) = 0.6250 in Tinggi atap = 4.6838 ft Tebalhead =0.7500 in Tinggi total = 22.6838 ft Tekanan Desain 24.6875 psi

Bahan Carbon Steel SA 283GradeC

3. Tangki Penyimpanan Asam Sulfat (ST-103)

Tabel. 5.3. Spesifikasi Tangki Asam Sulfat (ST-103) Alat Tangki Penyimpanan Asam sulfat

Kode ST-103

Fungsi Menyimpan Asam sulfat (H2SO4) dengan kapasitas 71.57 kg

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat bottom) dan atap(head)berbentuktorispherical. Kapasitas hingga volume 681.6000 ft3

Dimensi Diametershell(D) = 12 ft Tinggishell(Hs) = 6 ft Tebalshell(ts) = 0.3750 in Tinggi atap = 2.4712 ft Tebalhead =0.4375 in Tinggi total = 8.4712 ft Tekanan Desain 16.7533 psi

Bahan Stainless Steel SA 167Grade11Type316

4. Tangki Penyimpanan Metil Akrilat (ST-401)

Tabel. 5.4. Spesifikasi Tangki Metil akrilat (ST-401) Alat Tangki Penyimpanan metil akrilat

Kode ST-401

Fungsi

Menyimpan metil akrilat ( C2H3COOCH3) dengan kapasitas 121804.5600 kg

Bentuk

Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat bottom) dan atap(head)berbentuktorispherical. Kapasitas 144.4986 m3

Dimensi

Diametershell(D) = 20 ft Tinggishell(Hs) = 16 ft Tebalshell(ts) = 0.6250 in Tinggi atap = 4.6838 ft Tebalhead =0.7500 in Tinggi total = 20.6838 ft Tekanan Desain 28.1510 psi

Bahan Carbon Steel SA 283GradeC

5. Heater (HE-101)

Tabel 5.5 SpesifikasiHeater-101 (HE-101)

Kode Alat HE–₁₀₁

Nama Alat Heater 101

Fungsi Memanaskan Asam akrilat C2H3COOH dari temperatur 30oC menjadi temperatur 80oC dengan media pemanas berupasteampada temperatur 180ºC

Bentuk Double pipe Heat Exchanger

Dimensi pipa Annulus Inner

(steam) (C2H3COOH)

IPS (in) 4 IPS (in) 3

Sch. No. 40 Sch. No. 40

OD (in) 4.5 OD (in) 3.5

ID (in) 4.026 ID (in) 3.068

a' (ft2) 1.178 a'' (ft2) 0.917

(psi) 0.0016 (psi) 0.0076

Panjang pipa 15 ft

Δ t _222.2168 o_F

A 27.1199 ft2

Uc 77.9771 Btu/jam.ft2F

Ud 72.3366 Btu/jam.ft2F

Rd 0.0012 jam ft

2 o F/ Btu

Jumlah Hairpin Bahan konstruksi

1 buah

Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316

Pa

6. Heater (HE-102)

Tabel 5.6 SpesifikasiHeater-102 (HE-102)

Kode Alat HE–₁₀₂

Nama Alat Heater102

Fungsi Memanaskan metanol (CH3OH) dari temperatur 30oC menjadi temperatur 80oC dengan media pemanas berupa steampada temperatur 180ºC.

Bentuk Double pipe Heat Exchanger

Dimensi pipa Annulus Inner

(steam) (CH3OH)

IPS (in) 2 IPS (in) 1.25

Sch. No. 40 Sch. No. 40

OD (in) 2.38 OD (in) 1.66

ID (in) 2.067 ID (in) 1.38

a' (ft2) 0.622 a' (ft2) 0.435

(psi) 0.0035 (psi) 0.0769

Panjang pipa 12 Ft

Δ t _222.2168 o_F

A 5.3876 ft2

Uc 258.1788 Btu/jam.ft2F

Ud 205.2004 Btu/jam.ft2F

Rd 0.0056 jam ft2 oF/ Btu

Jumlah Hairpin Bahan konstruksi

1 buah

Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316

Pa

7. Heater(HE-103)

Tabel 5.7 SpesifikasiHeater-103 (HE-103)

Kode Alat HE–₁₀₃

Nama Alat Heater 103

Fungsi Memanaskan asam sulfat H2SO4 dari temperatur 30oC menjadi temperatur 80oC dengan media pemanas berupa steampada temperatur 180ºC

Bentuk Double pipe Heat Exchanger

Dimensi pipa Annulus Inner

(H2SO4) (steam)

IPS (in) 2.5 IPS (in) 1.25

Sch. No. 40 Sch. No. 40

OD (in) 2.8800 OD (in) 1.6600

ID (in) 2.4690 ID (in) 1.3800

a' (ft2) 0.7530 a' (ft2) 0.4350

(psi) 0.0055 (psi) 0.0001

Panjang pipa 12 Ft

Δ t _222.2168 o_F

A 3.1289 ft2

Uc 7.2201 Btu/jam.ft2F

Ud 7.1684 Btu/jam.ft2F

Rd 0.3270 jam ft2 oF/ Btu Jumlah haipin

Bahan konstruksi

1 buah

Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316

Pa

8. Heater(HE-201)

Tabel 5.8 SpesifikasiHeater-201 (HE-201)

Kode Alat HE–₃₀₁

Nama Alat Heater 104

Fungsi Memanaskan keluaran Reaktor (RE-202) dari temperatur 80oC menjadi temperatur 85oC dengan media pemanas berupasteampada temperatur 180ºC.

Bentuk Double pipe Heat Exchanger

Dimensi pipa Annulus Inner

(steam) (keluaran RE-201)

IPS (in) 4 IPS (in) ₃

Sch. No. 40 Sch. No. ₄₀

OD (in) 4.5 OD (in) _3.5

ID (in) 4.026 ID (in) _3.068

a' (ft2) 1.178 a' (ft2) _0.917

(psi) 0.0001 (psi) _0.0147

Panjang pipa 12 ft

Δ t _175.6587 o_F

A 4.8775 ft2

Uc 128.1103 Btu/jam.ft2F

Ud

113.5619 Btu/jam.ft 2

F Rd

0.0319 jam ft 2 o

F/ Btu Jumlah hairpin

Bahan konstruksi

1 buah

Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316

Pa

9. Cooler(CO-301)

Tabel 5.9 SpesifikasiCooler-301 (CO-301)

Kode Alat CO–₃₀₁

Nama Alat Cooler 301

Fungsi Mendinginkan produk atas keluaran Condensor CD-303 yang akan masukStorage Tank(ST-401)

Bentuk Double pipe Heat Exchanger

Dimensi pipa Annulus Inner

(steam) (C2H3COOH)

IPS (in) 4 IPS (in) 3

Sch. No. 40 Sch. No. 40

OD (in) 4.5 OD (in) 3.5

ID (in) 4.026 ID (in) 3.068

a' (ft2) 1.178 a'' (ft2) 0.917

(psi) 0.6079 (psi) 0.0433

Panjang pipa 20 ft

Δ t _28.0880 o_F

A 115.0400 ft2

Uc 175.0570 Btu/jam.ft2F

Ud 145.3332 Btu/jam.ft2F

Rd 0.0012 jam ft2 oF/ Btu

Jumlah Hairpin Bahan konstruksi

1 buah

Carbon Steel SA 283 Grade C

Pa

10. Reaktor (RE-201)

Tabel 5.10 Spesifikasi Reaktor -201 (RE-201)

Alat Reaktor

Kode RE-201

Fungsi Mereaksikan asam akrilat (C2H3COOH) dan metanol (CH3OH) dengan katalis asam sulfat (H2SO4) menjadi Metil akrilat (C2H3COOCH3) dan H2O dengan kecepatan umpan 4314.13 kg/jam Jenis Reaktor alir tangki berpengaduk dilengkapi dengan koil

pendingin

Bahan stainless steel SA 167 Grade 11 type 316

Suhu 80 ºC

Tekanan desain 17.16 psi Kapasitas Vol. reaktor : 2.88 m3

Jenis pengaduk Six flat blade open turbine

Jumlah pengaduk 1 buah Jumlahbaffle 4 buah Daya pengadukan 3 hp Putaran pengadukan 1.13 rps

Dimensi Diameter reaktor (D) : 5 ft Tinggi total reaktor (H) : 8.18ft Tebal reaktor (ts) : 0.3125 ft

Diameterimpeller : 1.6667 ft Tinggiimpeller : 2.1667 ft Tebalbaffle : 0.2083 ft

11. Reaktor (RE-202)

Tabel 5.11 Spesifikasi Reaktor -202 (RE-202)

Alat Reaktor

Kode RE-202

Fungsi Mereaksikan asam akrilat (C2H3COOH) dan methanol (CH3OH) dengan katalis asam sulfat (H2SO4) menjadi Metil akrilat (C2H3COOCH3) dan air (H2O)

Jenis Reaktor alir tangki berpengaduk dilengkapi dengan jaket pendingin

Bahan Stainless steel SA 167 Grade 11 type 316

Suhu 80 ºC

Tekanan desain 17.1064 psi Kapasitas Vol. reaktor : 4.0662 m3

Jenis pengaduk Six flat blade open turbine Jumlah pengaduk 1 buah

Jumlahbaffle 4 buah Daya pengadukan 3 hp Putaran pengadukan 1.13 rps

Dimensi Diameter reaktor (D) : 5 ft Tinggi total reaktor (H) : 8.18 ft Tebal reaktor (ts) : 0.3125 ft Diameterimpeller : 1.6667 ft Tinggiimpeller : 2.1381 ft

12. Menara Distilasi (DC-301)

Tabel. 5.12. Spesifikasi Menara Distillasi (DC-301)

Alat Menara Distilasi

Kode DC-301

Fungsi untuk memisahkan asam akrilat dan asam sulfat dari produk atas (methanol, air dan metil akrilat) berdasarkan perbedaan titik didih

Jenis Plate tower (sieve tray) Bahan Konstruksi Carbon Steel SA 212 Grade B Dimensi D kolom : 1.4351 m

Tinggi : 15.0828 m Tebalshell : 0.1875 in Tebalhead : 0.1918 in Jumlahtray : 45 buah Tebaltray : 0.003 m Diametertray : 0.50 m Diameterhole : 0.008 m

13. Reboiler (RB-301)

Tabel 5.13. SpesifikasiReboiler(RB-301)

Alat Reboiler

Kode RB–₃₀₁

Fungsi Memanaskan kembali dan menguapkan sebagian

produk bawah distillasi DC–_{301 untuk dikembalikan lagi} ke dalam kolom distilasi DC–₃₀₁

Bentuk Shell and Tube Heat Exchanger

Dimensi Shell Tube

ID Passes Δ _Ps

= 27 in = 1 buah = -Number Length OD BWG Pitch Passes Δ Pt = 150 = 12 ft = 1 = 16

=1.25 intriangular = 6

= 0.5438 < 1 psi Δ t

A Uc Ud Rd

= 59.4349oF = 841.9488 ft2 = 250 btu/jam ft2.oF = 98.2050 btu/jam ft2.oF = 0.0062 diperlukan : 0.001 Bahan Konstruksi Stainless Steel SA-240 A ISI tipe 316

14.Condensor(CD-301)

Tabel 5.14 SpesifikasiCondensor ( CD-301)

Alat Condensor

Kode CD–₃₀₁

Fungsi Mengkondensasikan produk atas distillasi (DC-301) Bentuk Shell and Tube Heat Exchanger

Dimensi Shell Tube

ID Baffle space Passes Δ _Ps

= 27 in = 12 in = 1 buah = 12

= 0.0671 < 2 psi

Number Length OD BWG Pitch Passes Δ Pt =146 = 12 ft = 1.25 = 16

= 2 insquare pitch = 6

= 6.5136 < 10 psi

Δ t A Uc Ud Rd

= 85.6192oF = 573.0792 ft2

= 231.2032 btu/jam ft2.oF = 99.9042 btu/jam ft2.oF = 0.0057 diperlukan : 0,001 Bahan

Konstruksi

Stainless Steel SA-240 A ISI tipe 316

15. Accumulator (AC-301)

Tabel 5.15. SpesifikasiAccumulator(AC-301)

Alat Accumulator

Kode AC–₃₀₁

Fungsi Menampung sementara cairan yang keluar dariCondensorCD-301

Jenis Tangki silinder dengan tutuptorispherical Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C

Kapasitas 60.6605 ft3

Dimensi OD

Ltotal Tebalshell Tebalhead

= 2.9688 ft = 10.1278 ft = 0.3125 in = 0.375 in

16. Menara Distillasi (DC-302)

Tabel. 5.16. Spesifikasi Menara Distillasi (DC-302)

Alat Menara Distilasi

Kode DC-302

Fungsi untuk memisahkan metanol CH3OH dari produk Jenis Plate tower (sieve tray)

Bahan Konstruksi Carbon Steel SA 212 Grade B Dimensi D kolom : 0.661 m

Tinggi : 17.6911 m Tebalshell : 0.1875 in Tebalhead : 0.1875 in Jumlahtray : 58 buah Tebaltray : 0.005 m Diametertray : 0.661 m Diameterhole : 0.005 m

17.Condensor302 (CD-302)

Tabel 5.17 SpesifikasiCondensor( CD-302)

Alat Condensor

Kode CD–₃₀₂

Fungsi Mengkondensasikan produk atas menara distillasi (DC-302) Bentuk Shell and Tube Heat Exchanger

Dimensi Shell Tube

ID

Baffle space Passes N+1 Δ _Ps

= 33 in = 6.6 in = 1 buah = 22 = 0.0004 < 1 psi Number Length OD BWG Pitch Passes Δ Pt = 255 = 12 ft = 1.25 = 16

= 1.5625 insquare pitch

= 4

= 0.69 < 10 psi

Δ t A Uc Ud Rd

= 147.7769oF = 1000.926 ft2

= 312.8634 btu/jam ft2.oF = 99.3001 btu/jam ft2.oF = 0.0069 diperlukan : 0.001 Bahan Konstruksi Stainless Steel SA-240 A ISI tipe 316

18.Reboiler(RB-302)

Tabel 5.18. SpesifikasiReboiler(RB-302)

Alat Reboiler

Kode RB–₃₀₂

Fungsi Memanaskan kembali dan menguapkan sebagian produk bawah kolom distillasi DC–_{302 untuk} dikembalikan lagi ke dalam kolom distilasi DC-302. Bentuk Shell and Tube Heat Exchanger

Dimensi Shell Tube

ID Passes Δ _Ps

= 17.25 in = 1 buah = -Number Length OD BWG Pitch Passes Δ Pt = 196 = 8 ft = 0.75 = 16

=0.9375 intriangular = 2

= 0.5020 < 1 psi Δ t

A Uc Ud Rd

= 162.9189oF

= 307.7984 ft2

= 150 btu/jam ft2.oF = 95.4385 btu/jam ft2.oF = 0.0038 diperlukan : 0.001 Bahan Konstruksi Stainless Steel SA-240 A ISI tipe 316

19.Accumulator(AC-302)

Tabel 5.19. SpesifikasiAccumulator(AC-302)

Alat Accumulator

Kode AC–₃₀₂

Fungsi Menampung sementara cairan yang keluar dari CondensorCD-302

Jenis Tangki silinder dengan tutuptorispherical Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C

Kapasitas 4.096 ft3

Dimensi OD

Ltotal Tebalshell Tebalhead

= 1.2188 ft = 4.2772 ft = 0.3125 in = 0.3125 in

20. Menara Distillasi (DC-303) Tabel. 5.20. Spesifikasi DC-303

Alat Menara Distilasi

Kode DC-303

Fungsi memisahkan produk Metil Akrilat (C2H3COOCH3) dari air (H2O) berdasarkan perbedaan titik didih Jenis Plate tower (sieve tray)

Bahan Konstruksi Carbon Steel SA 212 Grade B Dimensi D kolom : 1.5937 m

Tinggi : 17.0436 m Tebalshell : 0.25 in Tebalhead : 0.25 in Jumlahtray : 52 buah Tebaltray : 0.005 m Diametertray : 0.50 m Diameterhole : 0.008 m

21.Condensor(CD-303)

Tabel 5.21 SpesifikasiCondensor–303 ( CD-303)

Alat Condensor

Kode CD–₃₀₃

Fungsi Mengkondensasikan produk atas distillasi (DC -303) Bentuk Shell and Tube Heat Exchanger

Dimensi Shell Tube

ID Baffle space Passes Δ _Ps

= 25 in = 5 in = 1 buah = 1

= 0.0535 < 2 psi

Number Length OD BWG Pitch Passes Δ Pt =150 = 12 ft = 1.25 = 16

= 1.5625 in square pitch

= 5.0272 < 10 psi Δ t

A Uc Ud Rd

= 76.7766oF = 588.7800 ft2

= 231.4163 btu/jam ft2.oF = 97.8758 btu/jam ft2.oF = 0.0059 diperlukan : 0.001 Bahan Carbon Steel SA 283 Grade C

22.Reboiler(RB-303)

Tabel 5.22. SpesifikasiReboiler(RB-303)

Alat Reboiler

Kode RB–₃₀₃

Fungsi Memanaskan kembali dan menguapkan sebagian

produk bawah Distillasi DC–_{303 untuk dikembalikan lagi} ke dalam kolom distilasi DC–₃₀₃

Bentuk Shell and Tube Heat Exchanger

Dimensi Shell Tube

ID Passes Δ _Ps

= 15.25 in = 1 buah = -Number Length OD BWG Pitch Passes Δ Pt = 138 = 12 ft = 1 = 16

=1.25 intriangular = 2

= 0.0679 < 1 psi Δ t

A Uc Ud Rd

= 143.9976oF = 303.6730 ft2 = 250 btu/jam ft2.oF = 93.4169 btu/jam ft2.oF = 0.0067 diperlukan : 0.001 Bahan

Konstruksi

Carbon Steel SA 283 Grade C

23.Accumulator(AC-303)

Tabel 5.23. SpesifikasiAccumulator(AC-303)

Alat Accumulator

Kode AC–₃₀₃

Fungsi Menampung sementara cairan yang keluar dariCondensorCD-303

Jenis Tangki silinder dengan tutuptorispherical Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-283GradeC

Kapasitas 46.5204 ft3

Dimensi OD

Ltotal Tebalshell Tebalhead

= 2.7188 ft = 9.2824 ft = 0.3125 in = 0.3125 in

24. Pompa Proses (PP-101)

Tabel 5.24 Spesifikasi Pompa (PP_–101)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan C2H3COOH dari Storage Tank (ST-101) menuju keHeater-101(HE-101) Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316

Kapasitas 19.8908 gpm

Efisiensi Pompa 48%

Dimensi NPS = 1 in

Sch = 40 in

Beda ketinggian : 5.00 m

Power motor 5 hp

NPSHA 8.2492 m

25. Pompa Proses (PP-102)

Tabel 5.25. Spesifikasi Pompa (PP–102)

Alat Pompa Metanol

Fungsi Mengalirkan metanol dari Storage Tank (ST-102) menuju keheater(HE-102)

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA 283GradeC

Kapasitas 11.5461 gpm

Efisiensi Pompa 59%

Dimensi NPS = 0.75 in

Sch = 40 in

Beda ketinggian : 5.00 m

Power motor 7.5 hp

26. Pompa Proses (PP-103)

Tabel 5.26 Spesifikasi Pompa (PP_–103)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan katalis asam sulfat (H2SO4) dari storage tank(ST-103) menuju keHeater103

Jenis Centrifugal pump

Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316

Kapasitas 0.4278 Gpm

Efisiensi Pompa 35 %

Dimensi NPS = 0.125 in

Sch = 40 in Beda ketinggian :5 m

Power motor 0.5 hp

NPSH 12.56 m

27. Pompa Proses (PP-201)

Tabel C.27. Spesifikasi Pompa (PP–201)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan Produk Keluaran Reaktor 201 menuju ke Reaktor 202

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316

Kapasitas 37.47 Gpm

Efisiensi Pompa 43 %

Dimensi NPS = 1 ¼ in

Sch = 40 in Beda ketinggian :5 m

Power motor 20 hp

28. Pompa Proses (PP-202)

Tabel 5.28 Spesifikasi Pompa (PP–202)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan Produk Keluaran Reaktor 202 menuju keHeater201

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316

Kapasitas 36.9 Gpm

Efisiensi Pompa 56 %

Dimensi NPS = 1 ¼ in

Sch = 40 in

Beda ketinggian : 5 m

Power motor 5 hp

NPSH 1.2838 m

29. Pompa Proses (PP-301)

Tabel 5.29 Spesifikasi Pompa (PP–301)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan Produk Keluaran bottom Destilasi 301 menuju keMixing Point101

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316

Kapasitas 0.7223 Gpm

Efisiensi Pompa 36.4 %

Dimensi NPS = 1 ¼ in

Sch = 40 in

Beda ketinggian : 5 m

Power motor 0.5 hp

30. Pompa Proses (PP-302)

Tabel 5.30 Spesifikasi Pompa (PP_–302)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan produk keluaran bottom Destilasi 302 menuju ke Destilasi 303

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316

Kapasitas 33.8413 Gpm

Efisiensi Pompa 52 %

Dimensi NPS = 1 ¼ in

Sch = 40 in

Beda ketinggian : 5 m

Power motor 5 hp

NPSH 1.4008 m

31. Pompa Proses (PP-303)

Tabel 5.31 Spesifikasi Pompa (PP–303)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan produk keluaran bottom Destilasi 303 menuju ke Unit Pengolahan Limbah (UPL) Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316

Kapasitas 5.4707 Gpm

Efisiensi Pompa 40 %

Dimensi NPS = 1/2 in

Sch = 40 in

Beda ketinggian : 5 m

Power motor 1.5 hp

32. Pompa Proses (PP-304)

Tabel 5.32 Spesifikasi Pompa (PP–304)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan Produk C2H3COOCH3 keluaran Cooler301 menuju keStorageST-401

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316

Kapasitas 26.0654 Gpm

Efisiensi Pompa 50 %

Dimensi NPS = 1 in

Sch = 40 in

Beda ketinggian : 5 m

Power motor 7.5 hp

B. Peralatan Utilitas

Peralatan utilitas terdiri dari: 1. Bak Sedimentasi (BS-101)

Tabel 5.33. Spesifikasi Bak Sedimentasi (BS_–101)

Alat Bak Sedimentasi

Kode BS–₁₀₁

Fungsi Mengendapkan lumpur dan kotoran air sungai sebanyak 35.347 m3/jam dengan waktu tinggal 1.5 jam

Bentuk Bak rektangular

Dimensi Panjang = 10.4568 m

Lebar = 2.6142 m

Kedalaman = 2.1336 m

Jumlah 1 buah

2. Bak Penggumpal (BP-101)

Tabel 5.34. Spesifikasi Bak penggumpal (BP_–101)

Alat Bak Penggumpal

Kode BP–₁₀₁

Fungsi Menggumpalkan kotoran yang tidak mengendap di bak penampung awal dengan menambahkan alum Al2(SO4)3, klorin (Cl) dan soda Kaustik.

Bentuk Silinder vertikal Kapasitas 38.88 m3

Dimensi Diameter = 3.6724 m

Tinggi = 3.6724 m Pengaduk Marine propeller

Diamater pengaduk = 1.2241 m

Power = 0.500 hp

3. Tangki Penampungan Larutan Alum (TP-101) Tabel 5.33. Spesifikasi Tangki Alum (TP_–101)

Alat Tangki Alum

Kode TP–₁₀₁

Fungsi Menyiapkan dan menyimpan larutan alum konsentrasi 26% volum selama 1 hari untuk diinjeksikan ke dalam bak penggumpal(BP-101). Bentuk Silinder vertikal yang dilengkapi dengan pengaduk Kapasitas 1.7834 m3

Dimensi

Tekanan Desain

Diameter = 1.3716 m Tinggi = 2.1438 m TebalShell(ts)= 0.1875 in Tebalhead(th)= 0.2500 in 17.6044 psi

Pengaduk Marine propeller

Diamater pengaduk = 0.4572 m Power = 0.5 hp

Jumlah 1 buah

4. Tangki Penampungan Larutan Klorin (TP-102) Tabel 5.34.Spesifikasi Tangki Klorin (TP_–102)

Alat Tangki Larutan Klorin

Kode TP–₁₀₂

Fungsi Menampung larutan klorin selama 1 hari sebagai injeksi ke bak penggumpal (BP-101) Bentuk Silinder vertikal yang dilengkapi dengan

pengaduk Kapasitas 11.6180 m3 Dimensi

Tekanan Desain

Diameter = 2.5908 m Tinggi = 2.9671 m TebalShell(ts)= 0.2500 in Tebalhead(th) = 0.3125 in 19.169 psi

Pengaduk Marine propeller

Diamater pengaduk = 0.8636 m Power = 1 hp

5. Tangki Penampungan Larutan Soda Kaustik (NaOH) (TP-103) Tabel 5.35. Spesifikasi Tangki Soda Kaustik (TP_–103)

Alat Tangki Soda Kaustik

Kode TP–₁₀₃

Fungsi Menyiapkan dan menyimpan larutan soda kaustik konsentrasi 40% volum selama 5 hari untuk diinjeksikan ke dalam bak penggumpal dan sebagairegenerant anion exchanger. Bentuk Silinder vertikal yang dilengkapi pengaduk Kapasitas 3.7093 m3

Dimensi Diameter = 1.8288 m

Tinggi = 1.8288 m Pengaduk Marine propeller

Diamater pengaduk = 0.6096 m Power = 0.5 hp

Jumlah 1 Buah

6. Clarifier(CL-101)

Tabel 5.36. SpesifikasiClarifier (CL–101)

Alat Clarifier

Kode CL–₁₀₁

Fungsi Mengendapkan gumpalan-gumpalan kotoran dari bak penggumpal (BP-101)

Bentuk Bak berbentuk kerucut terpancung Kapasitas 38.8801 m3

Dimensi Tinggi = 4.8769 m

Diameter atas = 4.3491 m Diameter bawah = 2.6529 m

7. Sand Filter(SF-101)

Tabel 5.37. SpesifikasiSand Filter(SF–101)

Alat Sand Filter

Kode SF–₁₀₁

Fungsi Menyaring kotoran-kotoran yang terbawa air Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan head berbentuk

torisphericalden media penyaring pasir dan kerikil.

Kapasitas 38.85 m3

Dimensi Diameter = 0.8636 m

Tinggi = 4.8768 m

Tebalshell(ts) = 0.1875 in Tebalhead = 0.1875 in Tekanan Desain 18.5461 psi

Waktubackwash 34.7138 menit

Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C

Jumlah 1 Buah

8. Tangki Penyimpanan Air Filter (TP-104)

Tabel 5.38. Spesifikasi Tangki Air Filter (TP_–104)

Alat Tangki Air Filter

Kode TP–₁₀₄

Fungsi Kapasitas

Menampung air keluaransand filtersebanyak 35.3199 m3/jam

169.5356 m3

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) dan atap(head)berbentukconical

Dimensi Diametershell(D) = 6.0961 m Tinggishell(Hs) = 7.6963 m Tebalshell(ts) = 0.4375 in Tinggihead = 0.3810 m Tutup atas Bentukconical

Tekanan Desain 23.6840 psi Tebalhead 0.3750 in

Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C

9. Tangki Penyimpanan Air Domestik (TP-105)

Tabel 5.39. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Air Domestik (TP_–105) Alat Tangki Penyimpanan Air Domestik

Kode TP–₁₀₅

Fungsi Tempat penyimpanan bahan baku air untuk keperluan umum dan sanitasi pada suhu 30oC dan pada tekanan atmosferik selama 1shift(8 jam) Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat

bottom) dan atap(head)berbentukconical Kapasitas 23.76 m3

Dimensi Diametershell(D) = 3.3528 m Tinggishell(Hs) = 3.7723 m Tebalshell(ts) = 0.3125 in Tinggihead = 0.1146 ft Jumlahcourse = 2

Tutup atas Bentukconical Tekanan Desain 20.3475 psi Tebalhead 0.3750 in

Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C

Jumlah 1 Buah

10.Hot Basin(HB-101)

Tabel 5.40. Hot Basin (HB–101)

Alat Hot Basin

Kode HB–₁₀₁

Fungsi Menampung air proses yang akan didinginkan dicooling water.

Bentuk Bak rektangular Kapasitas 388.8580 m3

Dimensi Panjang = 14.6397 m

Lebar = 3.6599 m

Kedalaman = 2.4384 m

11. TangkiInhibitorNa3PO4(TP-106)

Tabel 5.41 Spesifikasi TangkiInhibitor(TP-106)

Alat TangkiInhibitor

Kode TP-106

Fungsi Kapasitas

Tempat menyimpan larutan Na3PO4(inhibitor) selama 7 hari untuk diinjeksikan kecooling tower

124.1201m3

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat bottom) dan atap(head)berbentuktorrispherical

Dimensi Diametershell(D) 5.4865 m Tinggishell(Hs) 5.8318 m Tebalshell(ts) 0.3750 in

Tipehead Torrispherical Dished Head Tebalhead 0.4375 in

Tekanan Desain Bahan Konstruksi

23.2109 psi

Carbon steel S283 Grade C

Jumlah 1 buah

12. TangkiDispersantNalco XP-8301 (TP-107)

Tabel 5.42. Spesifikasi TangkiDispersant(TP-107) Alat Tangkidispersant(Nalco XP-8301)

Kode TP-107

Fungsi

Tempat penyimpanan dispersant (Nalco XP-8301) untuk diinjeksikan ke cooling tower

Bentuk Kapasitas

Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) dan atap(head)berbentuktorrispherical

32.5493 m3

Dimensi Diametershell(D) 3.5052 m Tinggishell(Hs) 3.6576 m Tebalshell(ts) 0.3125 in Tinggihead 0.7075 m

Tipehead Torrispherical Dished Head Tebalhead 0.3750 in

Tekanan Desain Bahan Konstruksi

20.5355 psi

Carbon steel S283 Grade C

13.Cooling Tower

Tabel 5.43. SpesifikasiCooling Tower(CT_–101)

Alat Cooling Tower

Kode CT–₁₀₁

Fungsi Mendinginkan air pendingin yang telah digunakan oleh peralatan proses dengan menggunakan media pendingin udara dan mengolah dari temperatur 45oC menjadi 30oC

Tipe Inducted Draft Cooling Tower Kapasitas 324.0483 m3/jam

Dimensi Menara:

Panjang = 11.5131m

Lebar = 5.7566 m

Tinggi = 6.100 m Tenaga motor 34.6894 hp

Bahan konstruksi Beton

Jumlah 1 Buah

14.Cold Basin(CB-101)

Tabel 5.44. Cold Basin (CB–101)

Alat Cold Basin

Kode CB–₁₀₁

Fungsi Menampung air keluaran dari cooling tower dan make up waterdari tangki air filter.

Bentuk Bak rektangular Kapasitas 427.7438 m3

Dimensi Panjang = 15.3542 m

Lebar = 3.8286 m

Kedalaman = 2.4384 m

15. Tangki Air Kondensat (TP-108)

Tabel 5.45. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Air Kondensat (TP–108)

Alat Tangki Penyimpanan air kondensat

Kode TP-108

Fungsi Menampung air kondensat

Bentuk Kapasitas

Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) dan atap(head)berbentukconical

226.0052 m3

Dimensi Diametershell(D) = 6.6040 m Tinggishell(Hs) = 7.3152 m Tebalshell(ts) = 0.500 in Tinggi atap = 0.5395 m Tebalhead = 0.3125 in Tutup atas Bentukconical

Tekanan Desain 25.6291 psi Bahan konstruksi

Jumlah

Carbon Steel SA-283 Grade C 1 buah

16. Tangki Larutan Asam Sulfat (TP-109)

Tabel 5.46. Spesifikasi Tangki Penampungan Larutan Asam Sulfat (TP–109)

Alat Tangki Larutan Asam Sulfat (TP-109)

Kode TP-109

Fungsi Menyiapkan dan menyimpan larutan asam sulfat konsentrasi 98% volum selama 7 hari ( 21 regenerasi) sebagairegenerantresin penukar kation.

Bentuk Tutup atas

Silinder vertikal Torrispherical Kapasitas 0.2150 m3

Dimensi Diameter = 2.1667 m

Tinggi shell = 1.8288 m Tebal shell = 0.1875 in Tebal head = 0.1875 in Tekanan desain 16.4266 psi

17.Cation Exchanger(CE-101)

Tabel 5.47. SpesifikasiCation Exchanger

Alat Cation Exchanger

Kode CE–₁₀₁

Fungsi Menghilangkan ion-ion positif yang terlarut dan menghilangkan kesadahan air

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan head berbentuk torisperical.

Dimensi Diametershell(D) = 0.8128 m TinggiTangki(H) = 1.2921 m Tebalshell(ts) = 0.1875 in Tebalhead(th) = 0.1875 in Tekanan Desain 17.2800 psi

Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C

Jumlah 1 Buah

18.Anion Exchanger(AE-101)

Tabel 5.48. SpesifikasiAnion Exchanger ( AE–101)

Alat Anion Exchanger

Kode AE–₁₀₁

Fungsi Menghilangkan ion-ion negatif yang terlarut dan menghilangkan kesadahan air

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan head berbentuk torisperical.

Dimensi Diametershell(D) = 0.8636 m Tinggi tangki = 1.0304 m Tebalshell(ts) = 0.1875 in Tekanan Desain 17.0814 psi

Tebalhead 0.1875 in

Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade CAISI tipe 316

19. Tangki Hidrazin (TP-110)

Tabel 5.49. Spesifikasi Tangki Hidrazin (TP-110)

Alat Tangki Hidrazin

Kode TP-110

Fungsi Menyiapkan dan menyimpan hidrazin untuk diinjeksikan kedeaerator

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) danheadberbentuktorrispherical

Kapasitas 1.8908 m3

Dimensi Diametershell(D) 1.3716 m

Tinggishell(Hs) 1.8288 m Tebalshell(ts) 0.1875 in Tebalhead(th) 0.1875 in

Tinggihead 1.0333 m

Tekanan Desain 18.1821 psi

Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade CAISI tipe 316

Jumlah 1 buah

20.Deaerator(DA-101)

Tabel 5.50. SpesifikasiDeaerator(DA–101)

Alat Deaerator

Kode DA–₀₁

Fungsi Menghilangkan gas-gas terlarut dalam air, seperti: O2dan CO2, agar korosif dan kerak tidak terjadi, diinjeksikanhydrazine.

Bentuk Tangki horizontal denganheadberbentuk ellips dilengkapisparger.

Kapasitas 2.8486 m3

Dimensi Diametershell(D) = 0.9144 m Tinggishell(Hs) = 4.5721 m Tebalshell(ts) = 0.1875 in Tekanan Desain 22.7941 psi

Tebalhead 0.2500 in

Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C

21. Pompa Utilitas 1 (PU-101)

Tabel 5.51. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–101)

Alat Pompa

Fungsi Mengalirkan air dari sungai ke Bak Sedimentasi (BS-101)

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 171.1963 gpm

Efisiensi Pompa 67%

Dimensi NPS = 3.5 in

Sch = 40 in

Power motor 5 hp

NPSHA Jumlah

7.4680 m

2 buah (1 cadangan )

22. Pompa Utilitas 2 (PU-102)

Tabel. 5.52. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–102)

Alat _Pompa

Fungsi Memompa air keluaran bak sedimen (BS-101) ke bak penggumpal (BP-101)

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 171.1963 gpm

Efisiensi Pompa 67%

Dimensi NPS = 3.5 in

Sch = 40 in

Power motor 1.5 hp

NPSHA Jumlah

8.4679 m

23. Pompa Utilitas 3 (PU-103)

Tabel. 5.53. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–103)

Alat _Pompa

Fungsi Memompa alum dari tangki penyimpanan alum (TP-101) ke bak penggumpal (BP-101).

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 0.078gpm

Efisiensi Pompa 35%

Dimensi NPS = 0.1250 in

Sch = 40 in

Power motor 0.5 hp

NPSHA Jumlah

6.4433 m

2 buah (1 cadangan )

24. Pompa Utilitas 4 (PU-104)

Tabel. 5.54. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–104)

Alat _Pompa

Fungsi Memompa klorin dari tangki penyimpanan klorin (TP-102) ke bak penggumpal (BP-01). Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 1.9538 gpm

Efisiensi Pompa 36%

Dimensi NPS = 0.375 in

Sch = 40 in

Power motor 0.5 hp

NPSHA Jumlah

8.1408 m

25. Pompa Utilitas 5 (PU-105)

Tabel. 5.55. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU_–105)

Alat _Pompa

Fungsi Memompa NaOH dari TP-103 ke bak

penggumpal (BP-101) dan anion exchanger (AE–_101).

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 0.0891gpm

Efisiensi Pompa 36 %

Dimensi NPS =0.125 in

Sch = 40 in

Power motor 0.5 hp

NPSHA Jumlah

8.7917 m

2 buah (1 cadangan )

26. Pompa Utilitas 6 (PU-106)

Tabel. 5.56. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU_–106)

Alat _Pompa

Fungsi Memompa air keluaran bak penggumpal (BP-101) keclarifier(CF-101)

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 171.1963 gpm

Efisiensi Pompa 67%

Dimensi NPS = 3.5 in

Sch = 40 in

Power motor 1 hp

NPSHA Jumlah

7.9679 m

27. Pompa Utilitas 7 (PU-107)

Tabel. 5.57. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–107)

Alat _Pompa

Fungsi Memompa air keluaranClarifier(CF-101) ke sand filter(SF-01)

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 171.1811 gpm

Efisiensi Pompa 67%

Dimensi NPS = 3.5 in

Sch = 40 in

Power motor 0.5 hp

NPSHA Jumlah

6.4279 m

2 buah (1 cadangan )

28. Pompa Utilitas 8 (PU-108)

Tabel. 5.58. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–108)

Alat _Pompa

Fungsi Memompa air keluaranSand filterSF-01 ke tangki airfilter(TP-104)

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 171.155 gpm

Efisiensi Pompa 67%

Dimensi NPS = 3.5 in

Sch = 40 in

Power motor 2 hp

NPSHA Jumlah

8.9372 m

29. Pompa Utilitas 9 (PU-109)

Tabel. 5.59. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU_–109)

Alat _Pompa

Fungsi Memompa airmake-up steam, make-upair pendingin dan airhydrantke CE-101, CT-101 dan hidrant

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 171.155 gpm

Efisiensi Pompa 67%

Dimensi NPS = 3.5 in

Sch = 40 in

Power motor 1 hp

NPSHA Jumlah

9.3245 m

2 buah (1 cadangan )

30. Pompa Utilitas 10 (PU-110)

Tabel. 5.60. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU_–110)

Alat _Pompa

Fungsi Memompa air keluaran dari Tangki air domestik (TP-105) menuju area (domestik)

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 9.5879 gpm

Efisiensi Pompa 40%

Dimensi NPS = 0.75 in

Sch = 40 in

Power motor 0.75 hp

NPSHA Jumlah

2.9453 m

31. Pompa Utilitas 11 (PU-111)

Tabel. 5.61. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–111)

Alat _Pompa

Fungsi Memompa air pendingin yang telah digunakan ke Hot Basin( HB-101)

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 1569.4 gpm

Efisiensi Pompa 80 %

Dimensi NPS = 5 in

Sch = 40 in

Power motor 30 hp

NPSHA Jumlah

9.9720 m

2 buah (1 cadangan )

32. Pompa Utilitas 12 (PU-112)

Tabel. 5.62. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–112)

Alat _Pompa

Fungsi Mengalirkan air dariHot Basin(HB-101) ke cooling tower(CT-101)

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 1569.4 gpm

Efisiensi Pompa 80 %

Dimensi NPS = 5 in

Sch = 40 in

Power motor 25 hp

NPSHA Jumlah

9.9720 m

33. Pompa Utilitas 13 (PU-113)

Tabel. 5.63. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–113)

Alat _Pompa

Fungsi MengalirkanInhibitorNa3PO4dari tangki Inhibitor(TP-106) keCooling tower(CT-101) Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 2.9819 gpm

Efisiensi Pompa 37%

Dimensi NPS = 0.3750 in

Sch = 40 in

Power motor 0.5 hp

NPSHA Jumlah

8.2503 m

2 buah (1 cadangan )

34. Pompa Utilitas 14 (PU-114)

Tabel. 5.64. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–114)

Alat _Pompa

Fungsi Memompadispersantdari tangki pentimpanan (TP-107) keCooling Tower(CT-101)

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 0.7820 gpm

Efisiensi Pompa 36 %

Dimensi NPS = 0.25 in

Sch = 40 in

Power motor 0.5 hp

NPSHA Jumlah

5.3961 m

35. Pompa Utilitas 15 (PU-115)

Tabel. 5.65. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU_–115)

Alat _Pompa

Fungsi Memompa air dingin dariCooling Tower (CT-101) kecold basin(CB-101)

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 1569.4 gpm

Efisiensi Pompa 80 %

Dimensi NPS = 5 in

Sch = 40 in

Power motor 25 hp

NPSHA Jumlah

9.9720 m

2 buah (1 cadangan )

36. Pompa Utilitas 16 (PU-116)

Tabel. 5.66. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU_–116)

Alat _Pompa

Fungsi Memompa air dingin daricold Basin(CB-101) ke unit-unit yang membutuhkan air pendingin Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 1726.4 gpm

Efisiensi Pompa 80 %

Dimensi NPS = 5 in

Sch = 40 in

Power motor 30 hp

NPSHA Jumlah

9.9720 m

37. Pompa Utilitas 17 (PU-117)

Tabel. 5.67. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–117)

Alat _Pompa

Fungsi Memompa air kondensat ke tangki penyimpanan (TP-108)

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 38.0073 gpm

Efisiensi Pompa 58 %

Dimensi NPS = 1.5 in

Sch = 40 in

Power motor 1 hp

NPSHA Jumlah

5.7052 m

2 buah (1 cadangan )

38. Pompa Utilitas 18 (PU-118)

Tabel. 5.68. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–118)

Alat _Pompa

Fungsi Memompa air kondensat yang telah digunakan dari tangki penyimpanan (TP-108) kecation exchanger(CE-101)

Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC

Kapasitas 38.0073 gpm

Efisiensi Pompa 58 %

Dimensi NPS = 1.5 in

Sch = 40 in

Power motor 0.5 hp

NPSHA Jumlah

9.1483 m

5.14 SpesifikasiCondensor ( CD-301) ... 59

5.15 SpesifikasiAccumulator(AC-301) ... 60

5.16 Spesifikasi Menara Distillasi (DC-302) ... 61

5.17 SpesifikasiCondensor( CD-302) ... 62

5.18 SpesifikasiReboiler(RB-302) ... 63

5.19 SpesifikasiAccumulator(AC-302) ... 64

5.20 Spesifikasi DC-303 ... 65

5.21 SpesifikasiCondensor–_{303 ( CD-303) ... 66}

5.22 SpesifikasiReboiler(RB-303) ... 67

5.23 SpesifikasiAccumulator(AC-303) ... 68

5.24 Spesifikasi Pompa (PP–101) ... 69

5.25 Spesifikasi Pompa (PP–102) ... 69

5.26 Spesifikasi Pompa (PP–_{103) ... 70}

5.27 Spesifikasi Pompa (PP–201) ... 70

5.28 Spesifikasi Pompa (PP–202)...71

5.29 Spesifikasi Pompa (PP–_{301) ... 71}

5.30 Spesifikasi Pompa (PP–302) ... 72

5.31 Spesifikasi Pompa (PP–303) ... 72

5.32 Spesifikasi Pompa (PP–304) ... 73

5.33 Spesifikasi Bak Sedimentasi (BS–101)... 74

5.34 Spesifikasi Bak penggumpal (BP–_{101) ... 74}

5.35 Spesifikasi Tangki Alum (TP–101) ... 75

5.36 Spesifikasi Tangki Klorin (TP–102) ... 75

ix

5.38 SpesifikasiClarifier (CL–101) ... 76

5.39 SpesifikasiSand Filter(SF–101) ... 77

5.40 Spesifikasi Tangki Air Filter (TP–_{104)) ... 77}

5.41 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Air Domestik (TP–105)... 78

5.42 Hot Basin (HB–101) ... 78

5.43 Spesifikasi TangkiInhibitor(TP-106) ... 79

5.44 Spesifikasi TangkiDispersant(TP-107)... 79

5.45 SpesifikasiCooling Tower(CT–_{101) ... 80}

5.46 Cold Basin (CB–101)... 80

5.47 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Air Kondensat (TP–108)... 81

5.48 Spesifikasi Tangki Penampungan Larutan Asam Sulfat (TP–109)... 81

5.49 SpesifikasiCation Exchanger... 82

5.50 SpesifikasiAnion Exchanger ( AE–_{101) ... 82}

5.51 Spesifikasi Tangki Hidrazin (TP-110) ... 83

5.52 SpesifikasiDeaerator(DA–101) ... 83

5.53 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–_{101)... 84}

5.54 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–102)...84

5.55 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–103)... 85

5.56 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–104)... 85

5.57 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–105)... 86

5.58 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–_{106)... 86}

5.59 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–107)... 87

5.60 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–108)... 87

5.62 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–110)... 88

5.63 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–111)... 89

5.64 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–_{112)... 89}

5.65 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–113)...

90-5.66 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–114)... 90

5.67 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–115)... 91

5.68 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–116)...

91-5.69 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–_{117)... 92}

5.70 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–118)... 92

5.71 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–119)...

93-5.72 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–120)... 93

5.73 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–121)... 94

5.74 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–_122)...

94-5.75 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU–123)... 95

5.76 Spesifikasi Tangki BBM (TB-101)... 95

5.77 SpesifikasiBoiler(BO-101)...

96-5.78 SpesifikasiCompressor(CP-01)... 96

6.1 Kebutuhan Air Pabrik ... 98

6.2 Peralatan yang Membutuhkan Air Pendingin...111

6.3 Peralatan yang MembutuhkanSteam... 115

6.4 Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian ... 126

6.5 Pengendalian Variabel Utama Proses ... 127

8.1 Jadwal Kerja Masing-Masing Regu ... 154

xi

8.3 Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat ... 156

8.4 Jumlah Karyawan... 156

9.1 Fixed capital investment... 163

9.2 Manufacturing cost... 165

9.3 General Expense... 166

9.4 Biaya Administratif... 166

9.5 Minimum acceptable persent return on investment... 168

9.6 Acceptable payout timeuntuk tingkat resiko pabrik ... 169

Judul Skripsi : PRARANCANGAN PABRIK METIL AKRILAT DARI ASAM AKRILAT DAN METANOL DENGAN KAPASITAS 40.000 TON/TAHUN

(Perancangan Reaktor 2 (RE-202))

Nama Mahasiswa :

Listya Sari Putri

No. Pokok Mahasiswa : 0715041050

Jurusan : Teknik Kimia

Fakultas : Teknik

MENYETUJUI 1. Komisi Pembimbing

Simparmin Br. Ginting, S.T.,M.T. Sri Ismiyati Damayanti, S.T., M.Eng

NIP. 196611111994022001 NIP. 197904192006042001

2. Ketua Jurusan

Panca Nugrahini F, S.T., M.T.

MENGESAHKAN

1. Tim Penguji

Ketua : Simparmin Br. Ginting, S.T., M.T. ...

Sekretaris : Sri Ismiyati D., S.T., M.Eng ...

Penguji

Bukan Pembimbing : Ir.Azhar, M.T. ...

Panca Nugrahini F., S.T., M.T. ...

2. Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung

Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A

NIP. 196505101993032008