NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI

(1)

A. Latar Belakang Pendirian Pabrik

Pembangunan Nasional Indonesia bertujuan untuk mewujudkan masyarakat yang adil dan makmur berdasarkan Pancasila. Untuk itu Pemerintah telah melaksanakan pembangunan di segala bidang, baik fisik dan non-fisik. Salah satu wujud pembangunan itu adalah pembangunan industri di Indonesia. Peningkatan pembangunan pada sektor ini diharapkan dapat memberikan devisa bagi negara, menambah lapangan pekerjaan dan mengurangi ketergantungan terhadap produk negara lain.

Industri kimia belakangan ini terus berkembang secara terintegrasi. Perkembangan industri hilir dan juga industri bahan setengah jadi yang pesat selama ini, merupakan pendorong dibangunnya industri-industri hulu. Dengan kata lain, kebutuhan bahan baku atau penyedia bahan baku dalam sektor industri saling terkait. Oleh karena itu, pembangunan industri kimia haruslah seimbang antara industri hulu yang merupakan penyedia bahan baku, dengan industri hilir yang akan memproses bahan baku tersebut menjadi produk

Isopropil alkohol pertama kali diproduksi secara komersial pada tahun 1930 oleh Standard Oil of New Jersey, USA. Isopropil alkohol ini dibuat dengan cara

(2)

mereaksikan propilen dengan air. Hal ini juga merupakan contoh pertama pembuatan petrokimia dari produk kilang minyak bumi. Selanjutnya, isopropil alkohol juga mulai diproduksi di beberapa negara lainnya antara lain Jerman, Inggris, dan Jepang.

Isopropil alkohol merupakan jenis alkohol terbesar kedua yang diproduksi setelah metanol. Hingga kini, produksi isopropil alkohol terus meningkat dengan proses yang terus berkembang.

Isopropil alkohol adalah alkohol sekunder yang dikenal juga dengan nama isopropil alkohol, 2-propanol, 2-hidroksil propan, sec-propanol, dan sering disingkat dengan nama IPA. Isopropil alkohol pada suhu kamar berwujud cair dan tidak berwarna.

B. Kegunaan Produk

Produk isopropil alkohol telah banyak digunakan dalam industri diantaranya ialah:

• Sebagai pelarut dan bahan baku dalam pembuatan kosmetik, seperti pada produkGood Hair Spray,Neril Hair Tonic.

• Dalam bidang farmasi, isopropil alkohol digunakan sebagai antiseptik, seperti pada produk Lifebuoy Hand Sanitizer dan desinfektan, sterilizer jarum akupuntur, pengurang ketegangan pada otot.

• Pembersih dan pelumas (gemuk) peralatan elekronik dan komponen PC (personal computer),

(3)

• Pelarut untuk pernis cair,addesivePVC, cat, dan tinta cetak

• Dapat dicampur dengan fragrance untuk membuat deodorant dan penyegar ruangan

C. Ketersediaan Bahan Baku

Bahan baku yang digunakan pada pabrik pembuatan isopropil alkohol ini adalah propilen dan air. Propilen dapat diperoleh dari PT. Chandra Asri yang berlokasi di Anyer-Merak dengan kapasitas 230.000 ton/tahun dan Pertamina UP. VI Balongan, Jawa Barat. Air didapat dari sungai yang mengalir dekat pendirian pabrik ini. Dengan demikian ketersediaan bahan baku tidak menjadi masalah karena cukup tersedia dan mudah diperoleh.

D. Analisa Pasar

1. Harga Bahan Baku dan Produk

Berikut ini perbandingan harga bahan baku dan harga isopropil alkohol pada tahun-tahun terakhir.

Tabel 1.1 Harga bahan baku dan produk

No Bahan Harga (Rupiah/kg)

1 Bahan Baku : Propilen 7.800

2 Produk : Isopropil alkohol 21.305

Diisopropil Ether 18.526

(4)

2. Kebutuhan Pasar

Pemenuhan kebutuhan isopropil alkohol di Indonesia selama ini bersumber dari impor, yaitu dari Jepang, Korea, Singapura, India, serta Arab. Jumlah impor isopropil alkohol di Indonesia pada beberapa tahun terakhir adalah sebagai berikut:

Tabel 1.2. Data impor isopropil alkohol di Indonesia

Tahun Berat (Ton/Tahun) 2005 2006 2007 2008 2009 2010 12.682,179 15.210,695 17.279,776 23.273,956 18.076,144 23.453,294

Sumber: Biro Pusat Statistik, 2011

Dari Tabel 1.2. di atas dapat digambarkan grafik kebutuhan isopropil alkohol di Indonesia seperti di bawah ini :

Gambar 1.1.Kebutuhan Isopropil Alkohol di Indonesia

y = 1955.6x + 11485 R² = 0.7159

0.00 5,000.00 10,000.00 15,000.00 20,000.00 25,000.00

2005 2006 2007 2008 2009 2010

K e b u tu h a n (t o n ) Tahun

kebutuhan isopropyl alkohol (ton/tahun)

kebutuhan isopropyl alkohol (ton/tahun)

Linear (kebutuhan isopropyl alkohol (ton/tahun))

(5)

E. Kapasitas Pabrik

Berdasarkan data tersebut dapat diperkirakan kebutuhan isopropyl alcohol di Indonesia dengan persamaan sebagai berikut:

Y = a. X + b

Y = 1955 X + 11485 Dimana:

Y = kebutuhanisopropyl alcohol(ton) X = tahun

ke-Dengan mensubstitusikan harga tahun ke- (X) = 12 ke persamaan di atas, maka diperoleh:

Y = 34.945 ton

(6)

Usaha produksi dalam pabrik kimia membutuhkan berbagai sistem proses dan sistem pemroses yang dirangkai dalam suatu sistem proses produksi yang disebut teknologi proses. Secara garis besar, sistem proses utama dari sebuah pabrik kimia adalah sistem reaksi serta sistem pemisahan dan pemurnian.

A. Macam-macam Proses Pembuatan

1. Indirect Hydration

Proses ini melalui dua tahapan reaksi, yaitu :

Tahap I : CH3CHCH2 (g)+ H2SO4 (aq) (CH3)2CHOSO3H(aq)

Tahap II : (CH3)2CHOSO3H(aq)+ H2O(aq) (CH3)2CHOH(aq)+ H2SO4(aq)

Propilen direaksikan dengan asam sulfat pada tekanan 10 -70 atm pada temperatur 20 - 30 oC, sehingga terbentuk isopropil hidrogen sulfat, lalu dihidrolisa menghasilkan isopropil alkohol.(Kirk, R.E and Othmer,D.F.,1997)

2. Direct Hydration

Prosesdirect hydrationini merupakan perkembangan dari proses hidrasi dalam pembuatan isopropil alkohol yang sebelumnya menggunakan asam

(7)

sulfat. Pada proses ini propilen direaksikan dengan air dan ditambahkan suatu katalis untuk membentuk isopropil alkohol. Reaksi terjadi pada temperatur 120 – 180oC dan tekanan 60 – 200 bar. Reaksi ini bersifat eksotermis yang menghasilkan panas sekitar 50,2 kJ/mol. (US Patent. No. 4.456.776)

Reaksi : CH3CHCH2 (g)+ H2O(aq) (CH3)2CHOH(aq)

3. Hidrogenasi Aseton

Proses ini berlangsung pada tekanan 10 - 40 atm dan temperatur 40 -150

C. Pada proses iniacetonedan gas hidrogen direaksikan dengan katalis metal oxidemembentuk isopropil alkohol. (US Patent. No. 6.939.995)

Reaksi : CH3COCH3 (l)+ H2 (g) (CH3)2CHOH(l)

B. Pemilihan Proses

Dalam pemilihan proses mempertimbangkan beberapa faktor seperti Bahan baku yang digunakan, panas reaksi pada keadaan standar, yield, hasil samping, biaya bahan baku (perhitungan ekonomi kasar) dan harga pembuatan Isopropil Alkohol /kg.

1. Perhitungan ekonomi kasar berdasarkan bahan baku yang dibutuhkan.

a.Indirect Hydration(US Patent No. 4.471.142)

Konversi propilen 30%, yield IPA 96%, perbandingan mol propilen : H2SO4=

(8)

CH3CHCH2 (g)+ H2SO4 (aq) (CH3)2CHOSO3H(aq)

m: 255,74 159,837

rx: 76,722 76,722 76,722

sisa: 179,018 83,115 76,722

(CH3)2CHOSO3H(aq)+ H2O(aq) (CH3)2CHOH(aq)+ H2SO4(aq)

m: 76,722 153,444

rx: 73,653 73,653 73,653 73,653

sisa: 3,069 79,791 73,653 73,653

Tabel 2.1 Kebutuhan bahan baku dan produk prosesindirect hydrationper tahun.

BM (kg/kmol) Harga/kg (Rp)

Kebutuhan

(kmol) Kebutuhan (kg) = mol x BM

CH3CHCH2 42 7.800 255,74 10.741,08

H2SO4 98 750 159,837 15.664,026

(CH3)2CHOH 60 23.158 73,653 4419,18

• Harga penjualan produk (isopropyl alcohol) per tahun:

Harga = 4419,18 x Rp. 21.305/kg = Rp. 94.150.630

• Harga pembelian bahan baku per tahun:

a. Propilen = 10.741,08 x Rp. 7.800/kg = Rp. 83.780.424 b. Asam Sulfat = 15.664,026 x Rp. 750/kg = Rp. 9.398.400 +

Total pembelian bahan baku = Rp. 93.178.824

• Keuntungan per tahun = harga jual produk–harga beli bahan baku = Rp. 94.150.630 - Rp. 93.178.824

(9)

b.Direct Hydration

Konversi propilen80%, yield IPA 93%, perbandingan mol propilen : H2O = 1

: 2,5 (US Patent. No. 4.456.776)

C3H6 + H2O CH3CH(OH)CH3

m: 105,926 264,815

rx: 79,197 79,197 79,197

sisa: 26,729 185,618 79,197

CH3CH(OH)CH3 + C3H6 C3H7OC3H7

m: 79,197 26,729

rx: 5,544 5,544 5,544

sisa: 73,653 21,185 5,544

Tabel 2.2 Kebutuhan bahan baku dan produk prosesdirect hydrationper tahun.

BM (kg/kmol)

Harga/kg (Rp)

Kebutuhan

(kmol) Kebutuhan (kg) = mol x BM

CH3CHCH2 42 7.800 105,926 4.448,892

(CH3)2CHOH 60 21.305 73,653 4.419,180

C3H7OC3H7 102 18.526 5,544 565,488

• Harga penjualan produk utama dan produk samping per tahun:

a. Isopropyl alcohol = 4.419,18 x Rp. 21.305/kg = Rp. 94.150.630 b. Diisopropil alkohol = 565,488 x Rp. 18.526/kg = Rp. 10.476.231 +

Total harga penjualan = Rp. 104.626.861

• Harga pembelian bahan baku per tahun:

Propilen = 4.448,892 x Rp. 7.800/kg = Rp. 34.701.358

(10)

= Rp. 104.626.861 - Rp. 34.701.358 = Rp. 69.925.503

c. Hidrogenasi Aseton

Konversi aseton 82,5%, yield IPA 98% (US Patent. No. 6.939.995) CH3COCH3 (l) + H2 (g) (CH3)2CHOH(l)

m: 89,276 89,276

rx: 73,653 73,653 73,653

sisa: 15,713 15,713 73,653

Tabel 2.3 Kebutuhan bahan baku dan produk proses hidrogenasi aseton per tahun.

BM (kg/kmol)

Harga/kg (Rp)

Kebutuhan

(kmol) Kebutuhan (kg) = mol x BM

CH3COCH3 58 10.650 89,276 5.178,008

H2 2 7.960 89,276 178,552

(CH3)2CHOH 60 21.305 73,653 4.419,18

• Harga penjualan produk (isopropyl alcohol) per tahun:

Harga = 4.419,18 x Rp. 23.158/kg = Rp. 94.150.630

• Harga pembelian bahan baku per tahun:

a. Aseton = 5.178,008 x Rp. 10.650/kg = Rp. 55.145.785 b. Hidrogen = 178,552 x Rp. 7.960/kg = Rp. 1.421.274 + Total pembelian bahan baku = Rp. 56.567.059

• Keuntungan per tahun = harga jual produk–harga beli bahan baku = Rp. 94.150.630 - Rp. 56.567.059

(11)

Berdasarkan hasil perhitungan ekonomi kasar di atas dapat dijelaskan bahwa pembuatan isopropil alkohol dengan prosesdirect hydrationlebih menguntungkan jika dibandingkan dengan menggunakan prosesindirect hydrationdan proses hidrogenasi aseton.

2. Pemilihan proses meninjau dari panas reaksi (_{Δ H}rx)

Δ H menunjukkan panas reaksi yang dihasilkan selama proses berlangsungnya reaksi kimia, seperti pada reaksi pembentukkan produk berupa Isopropil Alkohol. Besar atau kecil nilai Δ H tersebut menunjukkan jumlah energi yang dibutuhkan maupun dihasilkan. Δ H bernilai positif (+) menunjukkan bahwa reaksi tersebut membutuhkan panas untuk berlangsungnya reaksi sehingga semakin besar Δ H maka semakin besar juga energi yang dibutuhkan. Sedangkan Δ H bernilai negatif (-) menunujukkan bahwa reaksi tersebut menghasilkan panas selama proses berlangsungnya reaksi.

Δ Hf pada 25oC :

Δ H_fCH3CHCH2 = 19,71 kJ/mol

Δ HfH2O = -285,83 kJ/mol

Δ H_fCH3COCH3 = -249,4 kJ/mol

Δ HfH2 = 0 kJ/mol

Δ Hf(CH3)2CHOH = -318,7 kJ/mol

Δ H_f(CH3)2CHOSO3H = 16,657 kJ/mol

(12)

∆H_fC3H7OC3H7 = -351,5 kJ/mol

Sumber: Yaws, 1999

a. Indirect Hydration

Reaksi pada suhu 30oC (303 K):

 CH3CHCH2 (g)+ H2SO4 (aq) (CH3)2CHOSO3H(aq)

∆H_rx1 = (∆H_produk-∆H_{reaktan) 298}

∆H298= (∆H298(CH3)2CHOSO3H–(∆H298CH3CHCH2+∆H298H2SO4)

∆H298= [16,657] - [(19,71) + (0)]

∆H298= - 3 kJ/mol

 (CH3)2CHOSO3H(aq)+ H2O(aq) (CH3)2CHOH(aq)+ H2SO4(aq)

∆H_rx2 = (∆H_produk-∆H_{reaktan) 298}

∆H298= (∆H298(CH3)2CHOH +∆H298H2SO4)–

(∆H298(CH3)2CHOSO3H +∆H298H2O)

∆H298= [-318,7 +0] - [(16,657) + (-285.83)]

∆H298= -50 kJ/mol

∆Hrx = ∆Hrx1+∆Hrx2

= -3 kJ/mol + (-50 kJ/mol) = -53 kJ/mol

b. Direct Hydration

Reaksi pada suhu 135oC (408 K):

(13)

∆H_rx1= (∆H_produk-∆H_{reaktan) 298}

∆H298= (∆H298(CH3)2CHOH)–(∆H298CH3CHCH2 +∆H298H2O)

∆H298= [-318,7] - [(19,71) + (-285,83)]

∆H298= -53 kJ/mol

 (CH3)2CHOH + CH3CHCH2 C3H7OC3H7

∆H_rx2= (∆H_produk-∆H_{reaktan) 298}

∆H298= (∆H298C3H7OC3H7)–(∆H298(CH3)2CHOH +∆H298CH3CHCH2)

∆H298= [-351,5] - [-318,7 + 19,71]

∆H298= -52,51 kJ/mol

∆Hrx = ∆Hrx1+∆Hrx2

= -53 kJ/mol + (-52,51 kJ/mol) = -105,51 kJ/mol

c. Hidrogenasi Aseton

Reaksi pada suhu 120oC (393 K):

CH3COCH3 (l)+ H2 (g) (CH3)2CHOH(l)

∆H_rx = (∆H_produk-∆H_{reaktan) 298}

∆H298= (∆H298(CH3)2CHOH)–(∆H298CH3COCH3 +∆H298H2)

∆H298= [-318,7] - [(-249,4) + (0)]

(14)

3. Pemilihan proses meninjau dari energi Gibbs (Δ Go).

Δ Go menunjukkan spontan atau tidak spontannya suatu reaksi kimia.

Δ Go bernilai positif (+) menunjukkan bahwa reaksi tersebut tidak dapat berlangsung secara spontan, sehingga dibutuhkan energi tambahan dari luar. Sedangkan Δ Go bernilai negatif (-) menunujkkan bahwa reaksi tersebut dapat berlangsung secara spontan dan hanya sedikit membutuhkan energi. Oleh karena itu, semakin kecil atau negatif Δ Gomaka reaksi tersebut akan semakin baik karena untuk berlangsung spontan energi yang dibutuhkan semakin kecil.

Δ Gopada 25oC :

Δ GoCH3CHCH2 = 62,205 kJ/mol

Δ GoH2O = -237,129 kJ/mol

Δ GoCH3COCH3 = -153,2 kJ/mol

Δ GoH2 = 0 kJ/mol

Δ Go(CH3)2CHOH = - 173,5 kJ/mol

Δ Go(CH3)2CHOSO3H = -738,42 kJ/mol

Δ GoH2SO4 = -744,530 kJ/mol

Δ GoC3H7OC3H7 = -122 kJ/mol

Sumber: Yaws, 1999

a. Indirect Hydration

 CH3CHCH2 (g)+ H2SO4 (aq) (CH3)2CHOSO3H(aq)

Δ Go(25oC) = Δ Goproduk -Δ Goreaktan :

(15)

= (-738,42)–(62,205 + (-744,530)) = -56,095 kJ/mol

 (CH3)2CHOSO3H(aq)+ H2O(aq) (CH3)2CHOH(aq)+ H2SO4(aq)

Δ Go(25oC) = Δ Goproduk -Δ Goreaktan :

Δ Gorx2 = (Δ Go(CH3)2CHOH +Δ GoH2SO4) - (Δ Go(CH3)2CHOSO3H

+ Δ GoH2O)

= (-173,5 + (-744,530))–(-738,42+ (-237,129)) = 57,519 kJ/mol

Δ G = Δ Grx1+ Δ Grx2

= -56,095 kJ/mol + 57,519 kJ/mol=1,424 kJ/mol

b. Direct Hydration

 CH3CHCH2 (g)+ H2O(aq) (CH3)2CHOH(aq)

Δ Go(25oC) = Δ Goproduk -Δ Goreaktan : Gorx1 = (Δ G

(CH3)2CHOH) - (Δ GoCH3CHCH2+ Δ GoH2O)

= (-173,5)–(62,205 + (-237,129)) = 1,424 kJ/mol

 (CH3)2CHOH + CH3CHCH2 C3H7OC3H7

Δ Go(25oC) = Δ Goproduk -Δ Goreaktan : Gorx2 =(Δ G

C3H7OC3H7) - (Δ Go(CH3)2CHOH +Δ GoCH3CHCH2)

= (-122)–(-173,5 + 62,205) = -10,705 kJ/mol

Δ G = Δ Grx1+ Δ Grx2

(16)

c. Hidrogenasi Aseton

CH3COCH3 (l)+ H2 (g) (CH3)2CHOH(l)

Δ Go(25oC) = Δ Goproduk -Δ Goreaktan : Gorx = (Δ G

(CH3)2CHOH) - (Δ GoCH3COCH3+ Δ GoH2)

= (-173,5)–(-153,2+ 0) = -20,3 kJ/mol Tabel 2.4. Perbandingan proses produksi Isopropil Alkohol

No Keterangan Indirect Hydration Direct Hydration Hidrogenasi Aseton

1 Bahan baku Propilen, Asam Sulfat dan Air

Propilen dan Air Aseton dan Hidrogen

2 Suhu 30oC 135oC 120oC

3 Tekanan 50 atm 60 atm 27 atm

4 Keuntungan per tahun Rp. 971.806 Rp. 69.925.503 Rp. 37.583.571

5 Katalis Asam Sulfat Sulfonated

styrenedivinylbenzene

Metal katalis

6 Hasil Samping - Diisopropil eter

-7 Konversi 30 % 80 % 82,5 %

8 Yield 96 % 93 % 98,4 %

9 ∆Hrx -53 kJ/mol -105,51 kJ/mol -69 kJ/mol

10 ∆G 1,424 kJ/mol -9,281 kJ/mol -20,3 kJ/mol

11 Kekurangan Proses kompleks,

katalis korosif

P,T tinggi Bahan baku mahal dan sulit dicari

Dari ketiga proses tersebut di atas, dipilih proses kedua yaitu Direct Hydrationdengan pertimbangan sebagai berikut:

1. Bahan baku berupa propilen yang mudah didapat dan tersedia dalam jumlah yang memadai di Indonesia.

(17)

2. Keuntungan paling besar (Perhitungan Ekonomi Kasar), karena harga bahan baku yang murah.

3. Proses yang digunakan ramah terhadap lingkungan hidup.

C. Uraian Proses

Proses pembuatan isopropil alkohol dengan menggunakan Proses Direct Hydration, dapat dibagi menjadi beberapa tahap yaitu :

1. Tahap Preparasi

Pada tahap preparasi mencakup seluruh tahapan preparasi bahan baku. Bahan baku berupa propylene berasal dari PT. Chandra Asri, Anyer-Merak. Air disiapkan dari unit utilitas. Bahan baku propilen (kemurnian 99% mol) dicampur dengan aliran recycle propilen di MP-101. Bahan baku air dari utilitas dicampur dengan aliran recycle air dari RB-301 di MP-102. Kemudian masing-masing bahan baku yaitu propilen dan air dipanaskan pada HE-101 dan HE-102 sampai temperatur 135oC sebelum memasuki reaktor (R-201).

2. Tahap Hidrasi Propilen

Reaksi hidrasi propilen berlangsung pada isotermal multi tube reaktor dengan katalis sulfonated styrenedivinylbenzene ion exchange resin. Pada reaktor ini propilen bereaksi dengan air menghasilkan isopropil alkohol (IPA). Sebagian IPA bereaksi dengan propilen menghasilkan by product diisopropil

(18)

eter (DIPE) Proses ini terjadi pada kondisi operasi 135oC dan tekanan 60 atm. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

C3H6 + H2O CH3CH(OH)CH3

Propylene air Isopropil alkohol (IPA)

C3H6 + CH3CH(OH)CH3 C3H7OC3H7 Propylene Isopropil alkohol (IPA) Diisopropil Eter (DIPE)

Dimana persamaan di atas bila disimbolkan menjadi :

A + B C

A + C D

Reaksi hidrasi propilen merupakan reaksi berorde dua dengan persamaan laju reaksi terhadap propilen untuk reaksi di atas adalah:

- rA1= k1. CA. CB

- rA2= k2. CA. CC

dimana : -rA1 = laju reaksi 1,

-rA2 = laju reaksi 2

k1 = konstanta laju reaksi 1,

k2 = konstanta laju reaksi 2,

CA, CB, CC = konsentrasi propilen, air dan IPA sisa,

(19)

dengan nilai konstanta kecepatan reaksi, yaitu : k1= 1,076 x 10-3 m3/kmol.jam

k2= 1,404 x 10-3m3/kmol.jam

Sumber :Chemical Engineering Science, Vol.39, No.3, pp.433-446

Panas reaksi yang timbul akibat reaksi yang terjadi di dalam reaktor (R-201) dikontrol dengan Cooling Water. Produk dan bahan baku yang tidak bereaksi keluar melalui bagian bawah reaktor. Kemudian aliran tersebut diturunkan tekanannya dengan memasang expander valve hingga tekanan turun mencapai 1 atm. Setelah itu aliran didinginkan sampai 50oC dengan mengalirkannya melalui cooler (CO-01). Aliran yang telah didinginkan dialirkan ke Separator Drum (SD-301) untuk memisahkan aliran gas (propilen dan propana) dengan aliran liquid (DIPE, IPA, dan air).

3. Tahap Pemurnian Produk

Distilasi IPA dan air hanya dapat mencapai kemurnian 91 %, yaitu pada titik azeotrope-nya. Aliran dari SD-301 kemudian dipanaskan pada heater (HE-301) hingga temperatur mencapai 92,928 oC sebelum memasuki menara distilasi (MD-301). Produk bawah MD-301 adalah air yang kemudian direcycle kembali sebagai bahan baku. Produk atas MD-301 adalah campuran DIPE, air dan IPA yang akan dipisahkan pada menara destilasi kedua (MD-302). Produk bawah MD-302 adalah IPA dengan kemurnian 99,9 % vol yang

(20)

disimpan pada tangki (T-301). Produk atas MD-302 adalah DIPE yang kemudian ditampung di tangki by product (T-302).

4. Tahap Recycle Bahan Baku

Aliran gas dari SD-301 sebagian dipisahkan sebagai aliran purging. Tujuan purging ini adalah untuk mencegah akumulasi propana dalam aliran recycle gas. Purging yang dilakukan dijaga tidak terlalu besar dengan syarat kemurnian propilen masuk ke reaktor minimal 92% mol. Aliran air dari RB-301 dicampur dengan tambahan air dari utilitas sebelum dipanaskan pada HE-102.

(21)

A. Bahan Baku

a) Propilen

Rumus Kimia : CH3CHCH2

Berat Molekul : 42,08 kg/kmol

Titik Leleh : 87,85 K ( -185,3oC) Titik Didih : 225,35 K ( -47,8oC) Temperatur Kritis : 365 K

Tekanan Kritis : 46,2 bar Spesific Gravity : 0,522

Δ Hf298 : 20,43 kJ/mol

Δ Go298 : 62,205 kJ/mol

Panas Laten : 18.422 kJ/kmol

(22)

b) Air

Rumus Kimia : H2O

Berat Molekul : 18,01 kg/kmol

Titik Beku : 273,15 K (0oC)

Titik Didih : 373,15 K (100oC)

Temperatur Kritis : 647,3 K Tekanan Kritis : 220,5 bar

Densitas : 998 kg/m3

Δ Hf298 : -242,0 kJ/mol

Δ Go298 : -237,129 kJ/mol

Panas Laten : 40.683 kJ/kmol

Kapasitas Panas : 75,4 J/mol.oK (liquid)

Wujud : Cairan

c) Propana

Rumus Kimia : CH3CH2CH3

Berat Molekul : 44,09 kg/kmol

Titik Beku : 85,45 K (-187,7oC)

Titik Didih : 231,05 K (-42,1oC) Temperatur Kritis : 369,8 K

Tekanan Kritis : 42,5 atm Spesific Gravity : 0,509

(23)

Panas Laten : 18.786 kJ/kmol

Wujud : Gas

B. Produk

a) Isopropil Alkohol (IPA)

Rumus Kimia : CH3CH(CH3)OH

Berat Molekul : 60,10 kg/kmol

Titik Beku : 184,65 K (-88,5oC)

Titik Didih : 355,35 K (82,2oC)

Temperatur Kritis : 508,3 K Tekanan Kritis : 47,6 atm Spesific Gravity : 0,789

Δ Hf298 : -272,6 kJ/mol

Δ Go298 : -173,5 kJ/mol

Panas Laten : 39.858 kJ/kmol

Sifat : Mudah terbakar, larut sempurna dalam air dan eter.

Wujud : Cairan tidak berwarna

b) Diisopropil Eter (DIPE)

Rumus Kimia : CH3CH(CH3)OCH(CH3)CH3

(24)

Titik Leleh : 187,65 K (-85,5oC)

Titik Didih : 341,45 K (68,3oC)

Temperatur Kritis : 500,0 K Tekanan Kritis : 28,8 atm Spesific Gravity : 0,724

Δ Hf298 : -319,03 kJ/mol

Δ Go298 : -122 kJ/mol

Panas Laten : 29.349 kJ/kmol

Sifat : Mudah terbakar

(25)

INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI

Suatu pabrik layak didirikan jika telah memenuhi beberapa syarat antara lain keamanan terjamin dan dapat mendatangkan keuntungan. Investasi pabrik merupakan dana atau modal yang dibutuhkan untuk membangun sebuah pabrik yang siap beroperasi termasuk untukstart up dan modal kerja. Suatu pabrik yang didirikan tidak hanya berorientasi pada perolehan profit, tapi juga berorientasi pada pengembalian modal yang dapat diketahui dengan melakukan uji kelayakan ekonomi pabrik.

A. Investasi

Investasi total pabrik merupakan jumlah dari fixed capital investment,working capital investment,manufacturing costdangeneral expenses.

1. Fixed Capital Investment(Modal Tetap)

Fixed Capital Investment merupakan biaya yang diperlukan untuk mendirikan fasilitas-fasilitas pabrik secara fisik. FCI terdiri dari biaya langsung (Direct Cost) dan biaya tidak langsung (Indirect Cost). Fixed capital investment pada prarancangan pabrik Isopropil Alkohol ditunjukkan pada Tabel 9.1.

(26)

Tabel 9.1 Fixed capital investment

1. Direct Cost

- Buildings Rp. 17.030.510.795

- Yard improvement Rp. 4.257.627.699 - Service facilities Rp. 17.030.510.795

- Tanah Rp. 2.128.813.849

TotalDirect Cost Rp. 146.888.155.608

2. Indirect Cost

- Engineering and supervision Rp. 14.688.815.561 - Construction expenses Rp. 14.688.815.561

- Contractor Fee Rp. 10.492.011.115

- Biaya tak terduga Rp. 20.984.022.230

- Plant start up Rp. 2.098.402.223

Total indirect Cost . Rp. 62.952.066.689

Fixed Capital Investment Rp. 209.840.222.298

2. Working Capital Investment(Modal Kerja)

WCI industri terdiri dari jumlah total uang yang diinvestasikan untuk stok bahan baku dan persediaan; stok produk akhir dan produk semi akhir dalam proses yang sedang dibuat; uang diterima (account receivable); uang tunai untuk pembayaran bulanan biaya operasi, seperti gaji, upah, dan bahan baku; uang terbayar (account payable); dan pajak terbayar (taxes payable). WCI untuk prarancangan pabrik Isopropil Alkohol adalah Rp. 37.030.627.464.

(27)

3. Manufacturing Cost(Biaya Produksi)

Modal digunakan untuk biaya produksi, yang terbagi menjadi tiga macam yaitu biaya produksi langsung, biaya tetap dan biaya tidak langsung. Biaya produksi langsung adalah biaya yang digunakan untuk pembiayaan langsung suatu proses, seperti bahan baku, buruh dan supervisor, perawatan dan lain-lain. Biaya tetap adalah biaya yang tetap dikeluarkan baik pada saat pabrik berproduksi maupun tidak, biaya ini meliputi depresiasi, pajak dan asuransi dan sewa. Biaya tidak langsung adalah biaya yang dikeluarkan untuk mendanai hal-hal yang secara tidak langsung membantu proses produksi.

Tabel 9.2.Manufacturing cost

1. Direct manufacturing cost

- Raw Material Rp. 226.042.668.728

- Utilitas Rp. 51.763.108.992

- Maintenance and repair cost Rp. 10.492.011.115 - operating labor Rp. 64.583.023.808 - Direct Supervisory Rp. 6.458.302.381 - Operating supplies Rp. 1.573.801.667 - Laboratory charges Rp. 9.687.453.571 - Patents and Royalties Rp. 6.458.302.381

TotalDirect manufacturing cost Rp. 377.058.672.642

2. Fixed Charges

- Depresiasi Rp. 21.494.937.554

- Pajak lokal Rp. 2.098.402.223

- Asuransi Rp. 2.098.402.223

TotalFixed Charges Rp. 25.691.742.000

3. Plant Overhead Cost(POC) Rp. 64.583.023.808

(28)

4. General Expenses(Biaya Umum)

Selain biaya produksi, ada juga biaya umum yang meliputi administrasi, sales expenses, penelitian dan finance. Besarnya general expenses pabrik Isopropil Alkohol ditunjukkan pada Tabel 9.3.

Tabel 9.3.General Expenses

GENERAL EXPENSES

1. Administrative cost Rp. 11.154.000.000 2. Distribution and Selling Cost Rp. 129.166.047.615 3. Research and Development Cost Rp. 25.833.209.523 4. Financing (interest) Rp. 12.343.542.488 TotalGeneral Expenses Rp.178.496.799.626

5. Total Production Cost(TPC)

TPC =manufacturing cost + general expenses = Rp.645.830.238.075

B. Evaluasi Ekonomi

Evaluasi atau uji kelayakan ekonomi pabrik Isopropil Alkohol dilakukan dengan menghitung return on investment (ROI), payout time (POT), break even point(BEP), shut down point(SDP), dancash flowpabrik yang dihitung dengan menggunakan metodediscounted cash flow(DCF).

1. Return On Investment(ROI)

Return On Investmentmerupakan perkiraan keuntungan yang dapat diperoleh per tahun didasarkan pada kecepatan pengembalian modal tetap

yang diinvestasikan. Laba pabrik sebelum pajak adalah Rp. 183.375.294.731 dan laba setelah pajak Rp. 150.999.223.296

(29)

Pada perhitungan ROI, laba yang diperoleh adalah laba setelah pajak. Nilai ROI pabrik Isopropil Alkohol adalah 61 %.

2. Pay Out Time(POT)

Pay out time merupakan waktu minimum teoritis yang dibutuhkan untuk pengembalian modal tetap yang diinvestasikan atas dasar keuntungan setiap tahun setelah ditambah dengan penyusutan dan dihitung dengan menggunakan metode linier. Waktu pengembalian modal Pabrik Isopropil Alkohol adalah 1,22 tahun. Angka 1,22 tahun menunjukkan lamanya pabrik dapat mengembalikan modal dimulai sejak pabrik beroperasi. 3. Break Even Point(BEP)

BEP adalah titik yang menunjukkan jumlah biaya produksi sama dengan jumlah pendapatan. Nilai BEP pada prarancangan Pabrik Isopropil Alkohol ini adalah 40%. Nilai BEP tersebut menunjukkan pada saat pabrik beroperasi 40% dari kapasitas maksimum pabrik 100%, maka pendapatan perusahaan yang masuk sama dengan biaya produksi yang digunakan untuk menghasilkan produk sebesar 40% tersebut.

4. Shut Down Point(SDP)

Shut down point adalah suatu titik dimana pada kondisi itu jika proses dijalankan maka perusahaan tidak akan memperoleh laba tapi juga tidak mengalami kerugian. Jika pabrik beroperasi pada kapasitas di bawah SDP maka akan mengalami kerugian. Nilai SDP pada prarancangan Pabrik Isopropil Alkohol adalah 32%. Jadi Pabrik Isopropil Alkohol akan mengalami kerugian jika beroperasi di bawah 32% dari kapasitas produksi total.

(30)

Grafik BEP ditunjukkan pada Gambar 9.1. berikut.

Gambar 9.1. Grafik Analisis Ekonomi C. Angsuran Pinjaman

Total pinjaman pada prarancangan pabrik Isopropil Alkohol ini adalah 30 % dari total investasi yaitu Rp 74.061.254.929. Angsuran pembayaran pinjaman tiap tahun ditunjukkan pada TabelDiscounted Cash Flow(Lampiran E).

D. Discounted Cash Flow(DCF)

Metode discounted cash flow merupakan analisis kelayakan ekonomi yang berdasarkan aliran uang masuk selama masa usia ekonomi pabrik. Periode pengembalian modal secara discounted cash flow ditunjukkan pada Tabel E.12. Payout time pabrik Isopropil Alkohol adalah 1,22 tahun dan return on investment(ROI) pabrik Isopropil Alkohol adalah 61 %.

0 100,000,000,000 200,000,000,000 300,000,000,000 400,000,000,000 500,000,000,000 600,000,000,000 700,000,000,000 800,000,000,000 900,000,000,000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

R u p ia h Kapasitas (%)

Grafik BEP

Sale Total Cost Variable cost fixed cost BEP

(31)

Gambar 9.2 KurvaCumulative Cash Flowmetode DCF

Hasil evaluasi atau uji kelayakan ekonomi pabrik Isopropil Alkohol disajikan dalam Tabel.9.4. berikut :

Tabel.9.4. Hasil Uji Kelayakan Ekonomi

No Analisa Kelayakan Persentase (%) Batasan Keterangan

1. ROI 61 % Min. 44 % Layak

2. POT 1,22 Maks. 2 tahun Layak

3. BEP 40 % 30–60 % Layak

4. SDP 32 %

Rp(400,000,000,000) Rp(200,000,000,000) Rp200,000,000,000 Rp400,000,000,000 Rp600,000,000,000 Rp800,000,000,000 Rp1,000,000,000,000

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

tiv

(1)

Tabel 9.1 Fixed capital investment 1. Direct Cost

- Purchased equipment-delivered Rp. 42.576.276.988 - Purchased equpment installation Rp. 17.030.510.795 - Instrumentation dan controls Rp. 8.515.255.398 - Piping(Biaya perpipaan) Rp. 25.545.766.193 - Electrical (installed) Rp. 12.772.883.096 - Buildings Rp. 17.030.510.795 - Yard improvement Rp. 4.257.627.699 - Service facilities Rp. 17.030.510.795

- Tanah Rp. 2.128.813.849

TotalDirect Cost Rp. 146.888.155.608

2. Indirect Cost

- Engineering and supervision Rp. 14.688.815.561 - Construction expenses Rp. 14.688.815.561 - Contractor Fee Rp. 10.492.011.115 - Biaya tak terduga Rp. 20.984.022.230 - Plant start up Rp. 2.098.402.223

Total indirect Cost . Rp. 62.952.066.689

Fixed Capital Investment Rp. 209.840.222.298

2. Working Capital Investment(Modal Kerja)

WCI industri terdiri dari jumlah total uang yang diinvestasikan untuk stok bahan baku dan persediaan; stok produk akhir dan produk semi akhir dalam proses yang sedang dibuat; uang diterima (account receivable); uang tunai untuk pembayaran bulanan biaya operasi, seperti gaji, upah, dan bahan baku; uang terbayar (account payable); dan pajak terbayar (taxes payable). WCI untuk prarancangan pabrik Isopropil Alkohol adalah Rp. 37.030.627.464.

(2)

3. Manufacturing Cost(Biaya Produksi)

Tabel 9.2.Manufacturing cost 1. Direct manufacturing cost

- Raw Material Rp. 226.042.668.728

- Utilitas Rp. 51.763.108.992

TotalDirect manufacturing cost Rp. 377.058.672.642

2. Fixed Charges

- Depresiasi Rp. 21.494.937.554

- Pajak lokal Rp. 2.098.402.223

- Asuransi Rp. 2.098.402.223

TotalFixed Charges Rp. 25.691.742.000

3. Plant Overhead Cost(POC) Rp. 64.583.023.808

(3)

4. General Expenses(Biaya Umum)

Selain biaya produksi, ada juga biaya umum yang meliputi administrasi,

sales expenses, penelitian dan finance. Besarnya general expenses pabrik Isopropil Alkohol ditunjukkan pada Tabel 9.3.

Tabel 9.3.General Expenses GENERAL EXPENSES

5. Total Production Cost(TPC)

TPC =manufacturing cost + general expenses

= Rp.645.830.238.075

B. Evaluasi Ekonomi

1. Return On Investment(ROI)

Return On Investmentmerupakan perkiraan keuntungan yang dapat diperoleh per tahun didasarkan pada kecepatan pengembalian modal tetap

yang diinvestasikan. Laba pabrik sebelum pajak adalah Rp. 183.375.294.731 dan laba setelah pajak Rp. 150.999.223.296

(4)

Pada perhitungan ROI, laba yang diperoleh adalah laba setelah pajak. Nilai ROI pabrik Isopropil Alkohol adalah 61 %.

2. Pay Out Time(POT)

4. Shut Down Point(SDP)

(5)

Grafik BEP ditunjukkan pada Gambar 9.1. berikut.

Gambar 9.1. Grafik Analisis Ekonomi

C. Angsuran Pinjaman

D. Discounted Cash Flow(DCF)

0 100,000,000,000 200,000,000,000 300,000,000,000 400,000,000,000 500,000,000,000 600,000,000,000 700,000,000,000 800,000,000,000 900,000,000,000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Kapasitas (%)

Grafik BEP

Sale

Total Cost

Variable cost

fixed cost BEP

(6)

Gambar 9.2 KurvaCumulative Cash Flowmetode DCF

Hasil evaluasi atau uji kelayakan ekonomi pabrik Isopropil Alkohol disajikan dalam Tabel.9.4. berikut :

Tabel.9.4. Hasil Uji Kelayakan Ekonomi

No Analisa Kelayakan Persentase (%) Batasan Keterangan

1. ROI 61 % Min. 44 % Layak

2. POT 1,22 Maks. 2 tahun Layak

3. BEP 40 % 30–60 % Layak

4. SDP 32 %

Rp(400,000,000,000) Rp(200,000,000,000) Rp200,000,000,000 Rp400,000,000,000 Rp600,000,000,000 Rp800,000,000,000 Rp1,000,000,000,000

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

tiv

NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI

INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI

Grafik BEP

Grafik BEP

Parts

Dokumen yang terkait

Critical Review Jurnal Transportasi

Critical Review Jurnal Transportasi Luth

Neraca Massa

Neraca Massa dan Energi ppt

APPENDIKS A NERACA MASSA Kapasitas Produ

Neraca Massa dan Energi 28 Oktober 2014

NERACA MASSA DAN NERACA PANAS

3 bab ii neraca massa

5 bab iv proses dengan sistem aliran kompleks

BAB V NERACA PANAS - 6 bab v neraca panas

Dukungan

Links

NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI

INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI

Grafik BEP

Grafik BEP

Parts

Dokumen yang terkait

Critical Review Jurnal Transportasi

Critical Review Jurnal Transportasi Luth

Neraca Massa

Neraca Massa dan Energi ppt

APPENDIKS A NERACA MASSA Kapasitas Produ

Neraca Massa dan Energi 28 Oktober 2014

NERACA MASSA DAN NERACA PANAS

3 bab ii neraca massa

5 bab iv proses dengan sistem aliran kompleks

BAB V NERACA PANAS - 6 bab v neraca panas

Dokumen yang Anda mencari sudah siap untuk unduhkan