Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Dimetil Eter Dari Metanol Dengan Kapasitas 100.000Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN DIMETIL ETER DARI METANOL DENGAN KAPASITAS 100.000 TON/JAM TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia Oleh : RIO KARNAWAN SINUHAJI NIM : 110425015
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
Universitas Sumatera Utara

LEMBAR PENGESAHAN
PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN DIMETIL ETER DARI METANOL DENGAN KAPASITAS 100.000TON/TAHUN
TUGAS AKHIR DiajukanUntukMemenuhiPersyaratan
UjianSarjanaTeknikKimia
Oleh: RIO KARNAWAN SINUHAJI
NIM : 110425015 TelahDiperiksa / DisetujuiOleh :
DosenPembimbing

DosenPenguji I

Mhd. Hendra S. Ginting, ST. MT NIP:19700919 199903 1 001

DosenPengujiII

DosenPenguji III

Mhd. Hendra S. Ginting, ST. MT Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si Farida Hanum, ST. MT

NIP: 19700919 199903 1 001

NIP: 19680820 199501 1 001 NIP: 19780610 200212 2 003

Mengetahui, KoordinatorTugasAkhir

Mhd. Hendra S. Ginting, ST. MT NIP : 19700919 199903 1 001

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

Universitas Sumatera Utara

INTI SARI

Pabrik Dimetil Eter ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 100.000

ton/tahun (12626,26263kg/jam) dan beropersi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini

diharapkan dapat mengurangi ketergantungan Indonesia terhadap produk impor dan ditargetkan

dapat mengekspor Dimetil Eter.

Lokasi pabrik yang direncanakan adalahdi daerah hilir Kecamatan Bontang, Kalimantan Timurdengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 9170 m2.

Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 126 orang. Bentuk

organisasinya adalah organisasi garis dan staff.

Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik dimetil eter, adalah:

- Modal Investasi

= Rp 850.667.204.548,-

- Biaya Produksi Per Tahun

= Rp 1.167.842.552.361,-

- Hasil Jual Produk Per Tahun

= Rp 1.772.506.747.460,-

- Laba Bersih Per Tahun

= Rp 604.664.195.099,-

- Profit Margin (PM)

= 33,94%

- Break Even Point (BEP)

= 12,60%

- Return Of Investment (ROI)

= 49,52%

- Pay Out Time (POT)

= 2,02tahun

- Return Of Network (RON)

= 85,53%

- Internal Rate Of Return (IRR) = 59,29%

Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan

Dimetil Eter ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah S.W.T atas limpahan rahmat, ridho dan karunianya, sehingga Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Dimetil Eter Dari Metanol Dengan Kapasitas 100.000 Ton/Tahun.”
Pra rancangan pabrik ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan merupakan salah satu syarat untuk menempuh ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, Penulis banyak menerima bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Mhd. Hendra S.Ginting, ST, MT, selaku dosen pembimbingyang telah membimbing

Penulis dengan penuh kesabaran serta memberi masukan sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. 2. Bapak Mhd. Hendra S.Ginting, ST, MT, selaku Koordinator Tugas Akhir yang telah banyak memberikan pengarahan dan masukan kepada Penulis selama menyelesaikan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Dr. Eng. Ir.Irvan, ST. M.Si, selaku dosen penguji yang telahbanyak memberikan arahan dan bimbingannya. 4. Ibu Farida Hanum, ST. MT, selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingannya. 5. Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan ilmu dan pengalaman yang sangat berharga kepada Penulis. 6. Kedua orang tua penulis yang telah banyak berkorban dan memberikan didikan serta do’a untuk penulis. 7. Ketiga adik penulis yang memberikan dukungan dan semangat kepada penulis. 8. Teman-teman angkatan 2011,2012 dan 2013 ekstensi Teknik Kimia serta teman-teman dari ekstensi Teknik industri yang memberikan dukungan dan semangat kepada penulis.
Universitas Sumatera Utara

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, Penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat berharap saran dan kritik dari pembaca yang bersifat konstruktif demi kesempurnaan penulis ini. Akhir kata, Semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua. Terimakasih.
Medan, Januari 2015 Penulis
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ...................................................................................... i INTISARI .......................................................................................................... iii DAFTAR ISI ..................................................................................................... iv DAFTAR TABEL ............................................................................................. vii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ ix DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... x BAB IPENDAHULUAN .................................................................................. I-1
1.1 . LatarBelakang................................................................................ I-1 1.2 . Penentuan Kapasitas Produksi....................................................... I-2 1.3 . Perumusan Masalah ....................................................................... I-3 1.4 . Tujuan Pra-rancangan Pabrik ....................................................... I-4 1.5 . Manfaat Pra-rancangan Pabrik ...................................................... I-4

Hal

BAB IITINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... II-1 2.1. Dimetil Eter ..................................................................................... II-1 2.2. Sifat sifat Bahan Pendukung............................................................ II-2 2.3. Proses Pembuatan Dimetil Eter ....................................................... II-3 2.4. Seleksi Pemilihan Proses ................................................................. II-4 2.5. Deskripsi Proses.............................................................................. II-4
BAB III NERACA MASSA ............................................................................. III-1 3.1. Reaktor 101 (R-101) ....................................................................... III-1 3.2. Menara Destilasi 101 (MD – 101) .................................................. III-1 3.3. Kondensor 101 (CD – 101)............................................................. III-2 3.4. Reboiler 101 (RB – 101)................................................................. III-2 3.5. Menara Destilasi 102 (MD – 102) .................................................. III-3 3.6. Kondensor 102 (CD – 102)............................................................. III-3 3.7. Reboiler 102 (RB – 102)................................................................. III-4
BAB IV NERACA PANAS .............................................................................. IV-1 4.1.Reaktor 101 (R – 101) ..................................................................... IV-1 4.2.Cooler 101 (C – 101) ....................................................................... IV-1 4.3.Cooler 102 (C – 102) ....................................................................... IV-1 4.4.Menara Destilasi 101 (MD – 101) ................................................... IV-1

Universitas Sumatera Utara

4.5. Kondensor 101 (CD – 101)............................................................. IV-2 4.6. Reboiler 101 (RB – 101)................................................................. IV-2 4.7. Heater 101 (H – 101) ...................................................................... IV-2 4.8. Menara Destilasi 102 (MD – 102) .................................................. IV-2 4.9. Kondensor 102 (CD – 102)............................................................. IV-2 4.10. Reboiler 102 (RB – 102)............................................................... IV-3 4.11. Cooler 103 (C – 103) ..................................................................... IV-3 BABV SPESIFIKASI PERALATAN ............................................................. V-1 5.1.Reaktor 101 (R – 101) ..................................................................... V-1 5.2. Menara Destilasi 101 (MD – 101) .................................................. V-1 5.3. Condensor 101 (CD – 101)............................................................. V-3 5.4. Condensor 102 (CD – 102)............................................................. V-3 5.5. Reboiler 101 (RB – 101)................................................................. V-4 5.6. Reboiler 102 (RB – 102)................................................................. V-5 5.7. Cooler 101 (C – 101) ...................................................................... V-5 5.8. Cooler 102 (C – 102) ...................................................................... V-6 5.9. Cooler 103 (C – 103) ...................................................................... V-7 5.10. Kompressor 101 (K – 101) .......................................................... V-7 5.11. Pompa 101 (P – 101) ................................................................... V-8 5.12. Pompa 102 (P – 102) ................................................................... V-8 5.13. Tangki 101 (T – 101)................................................................... V-9 5.14. Tangki 102 (T – 102)................................................................... V-9 5.15. Heater 101 (H – 101) ................................................................... V-10 5.16. Accumulator 101 (ACC – 101).................................................... V-11 5.17. Accumulator 102 (ACC – 102).................................................... V-12 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ................... VI-1 6.1. Instrumentasi................................................................................... VI-1 6.2. Keselamatan Kerja Pada Pabrik Dimetil Eter................................. VI-4 BAB VII UTILITAS......................................................................................... VII-1 7.1. Kebutuhan Uap (Steam) ................................................................. VII-1 7.2. Kebutuhan Air ................................................................................ VII-2 7.3. Kebutuhan Bahan Kimia................................................................. VII-9

Universitas Sumatera Utara

7.4. Kebutuhan Listrik ........................................................................... VII-9 7.5. Kebutuhan Bahan Bakar ................................................................. VII-10 7.6. Unit Pengolahan Limbah ................................................................ VII-11 7.7. Spesifikasi Peralatan Utilitas .......................................................... VII-16 BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ..................................... VIII-1 8.1. Lokasi Pabrik .................................................................................. VIII-1 8.2. Tata Letak Pabrik............................................................................ VIII-3 8.3. Perincian Luas Tanah ..................................................................... VIII-6 BAB IX ORGANISASI DAN MENEJEMEN PERUSAHAAN................... IX-1 9.1. Bentuk Hukum Badan Usaha........................................................... IX-1 9.2. Manajemen Perusahaan ................................................................... IX-1 9.3. Organisasi Perusahaan ..................................................................... IX-2 9.4. Uraian, Tugas dan Tanggung Jawab............................................... IX-4 9.5. Sistem Kerja..................................................................................... IX-6 9.6. Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan .................................... IX-8 9.7. Status Karyawan dan Upah............................................................. IX-9 9.8. Kesejahteraan Tenaga Kerja ........................................................... IX-10 BAB X ANALISA EKONOMI........................................................................ X-1 10.1. Modal Investasi............................................................................. X-1 10.2. Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC)............................... X-4 10.3. Total Penjualan ............................................................................. X-5 10.4. Bonus Perusahaan ......................................................................... X-5 10.5. Perkiraan Rugi/Laba Perusahaan .................................................. X-5 10.6. Analisa Aspek Ekonomi ............................................................... X-5 BAB XIKESIMPULAN ................................................................................... XI DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... xi
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Gambar 7.1 Diagram alirPembuatan Dimetil Eter ............................................... II-7 Gambar 7.1 Diagram AlirUtilitasPabrik Dimetil Eter.......................................... VII-22 Gambar8.1PetaLokasiPabrikAsamAkrilat ........................................................... VIII-2 Gambar 9.1 StrukturOrganisasiPabrikPembuatanDimetil Eter DenganKapasitas 100.000
Ton/Tahun......................................................................................... IX-3 Gambar LE.1 HargaPeralatanuntukTangkiPenyimpanan (Strorage) danTangkiPelarutan LE-5 Gambar LE.2 Grafik BEP..................................................................................... LE-25
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN Hal
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA.............................................LA-1 LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS..............................................LB-1 LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ............................LC-1 LAMPIRAN D PERHITUNGAN UTILITAS ..........................................................LD-1 LAMPIRAN E PERHITUNGAN EKONOMI..........................................................LE-1
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Tabel 1.1Perkembanganekspor Dimetil Eter di Indonesia ................................. I-2 Tabel 3.1 NeracamassaReaktor 101 ................................................................... III-1 Tabel3.2 Neracamassa Menara Destilasi 101..................................................... III-1 Tabel 3.3 Neracamassa Condensor 101.............................................................. III-2 Tabel 3.4 Neracamassa Reboiler101 .................................................................. III-2 Tabel 3.5 Neracamassa menara Destilasi 102 .................................................... III-3 Tabel 3.6 Neracamassa Condensor 102.............................................................. III-3 Tabel 3.7 NeracamassaReboiler 102 .................................................................. III-4 Tabel 4.1 Neracaenergi Reaktor 101 .................................................................. IV-1 Tabel 4.2 Neracaenergy Cooler101 .................................................................... IV-1 Tabel 4.3 Neracaenergi Cooler102..................................................................... IV-1 Tabel 4.4 Neracaenergi Menara Destilasi101..................................................... IV-1 Tabel 4.5 Neraca energiKondensor101 .............................................................. IV-1 Tabel 4.6 Neraca energi Reboiler101 ................................................................. IV-2 Tabel 4.7 Neraca energiHeater101 ..................................................................... IV-2 Tabel 4.8 Neraca energiMenara Destilasi102..................................................... IV-2 Tabel 4.9 Neraca energi Kondensor102 ............................................................. IV-2 Tabel 4.10 Neraca energi Reboiler102 ............................................................... IV-3 Tabel 4.11 Neraca energi Cooler 103................................................................. IV-3 Tabel 6.1 DaftarpenggunaaninstrumentasipadaPraRancanganpabrikasamakrilatVI-4 Tabel 7.1 Kebutuhanuap (steam)........................................................................ VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan air sebagai media pendingin............................................. VII-2 Tabel 7.3 Perkiraanpemakaian air untukberbagaikebutuhan.............................. VII-3 Tabel 7.4 Kualitas air sungai Bontang, Kalimantan Timur................................ VII-3
Universitas Sumatera Utara

Tabel 8.1 Perincianluastanah.............................................................................. VIII-6 Tabel 9.1 Jumlahtenagakerjadanlatarbelakangpendidikannya ........................... IX-8 Tabel 9.2 Perinciangajipegawai.......................................................................... IX-9
Universitas Sumatera Utara

INTI SARI

Pabrik Dimetil Eter ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 100.000

ton/tahun (12626,26263kg/jam) dan beropersi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini

diharapkan dapat mengurangi ketergantungan Indonesia terhadap produk impor dan ditargetkan

dapat mengekspor Dimetil Eter.

Lokasi pabrik yang direncanakan adalahdi daerah hilir Kecamatan Bontang, Kalimantan Timurdengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 9170 m2.

Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 126 orang. Bentuk

organisasinya adalah organisasi garis dan staff.

Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik dimetil eter, adalah:

- Modal Investasi

= Rp 850.667.204.548,-

- Biaya Produksi Per Tahun

= Rp 1.167.842.552.361,-

- Hasil Jual Produk Per Tahun

= Rp 1.772.506.747.460,-

- Laba Bersih Per Tahun

= Rp 604.664.195.099,-

- Profit Margin (PM)

= 33,94%

- Break Even Point (BEP)

= 12,60%

- Return Of Investment (ROI)

= 49,52%

- Pay Out Time (POT)

= 2,02tahun

- Return Of Network (RON)

= 85,53%

- Internal Rate Of Return (IRR) = 59,29%

Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik pembuatan

Dimetil Eter ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Beberapa tahun belakangan ini, bumi mengalami perubahan iklim dan cuaca yang tidak
menentu. Salah satu faktor yang menyebabkan hal ini adalah pencemaran lingkungan. Pencemaran lingkungan meningkat seiring dengan kenaikan jumlah penduduk, kualitas hidup manusia, guna memenuhi kebutuhan energi untuk aktivitas di sektor industri dan rumah tangga.
Salah satunya adalah pemanasan global yang sangat merugikan manusia. Pemanasan global sebagai dampak dari rusaknya lapisan ozon yang melapisi bumi dari sinar matahari. Chlorofluorocarbons (CFCs) merupakan salah satu dari sekian banyak senyawa kimia yang dapat merusak lapisan ozon. Dimethyl ether (DME) merupakan salah satu senyawa kimia yang dapat digunakan sebagai alternatif untuk menggantikan CFCs yang kurang ramah lingkungan. Salah satu dari sifat DME adalah mudah larut dalam air sehingga dengan sifat ini, DME akan mudah terdegradasi (hancur) di dalam lapisan troposfer sebelum mencapai lapisan ozon.
Kelebihan lain yang dimiliki dimethyl ether adalah kemampuannya untuk dapat diperbaharui karena synthesis gas yaitu campuran antara gas CO, CO2, dan H2 yang dapat diproduksi dari senyawa biomasa selain dari gas alam (natural gas).Dimetil eter tergolong bahan pengganti energi fosil yang dapat diperbaharui dan dapat digunakan untuk mesin diesel serta untuk kompor gas sebagai bahanbakar rumah tangga. Dimetil eter memiliki monostruktur kimia yang sederhana(CH3-O-CH3), berbentuk gas pada ambient temperature (suhu lingkungan) dan dapat dicairkan seperti halnya Liquefied Petroleum Gas (LPG) sehingga infrastruktur untuk LPG dapat juga digunakan untuk dimetil eter. Dimetil eter juga dapat digunakan sebagai aerosol propellant (gas pendorong) cairan semprot seperti hairspray, deodoran, cat semprot dan sebagainya(Moradi, 2006).
Kebutuhan dimetil eter di Indonesia sebagian besar masih di impor dari negara-negara penghasil dimetil eter seperti Jepang, China dan sebagian dari negara Eropa. Data dari Badan Pusat Statistik (BPS) impor dimetil eter di Indonesia ditunjukpan pada tabel 1.1.
Universitas Sumatera Utara

Tabel 1.1 Data impor Dimetil Eter di Indonesia

Tahun

Jumlah (Ton)

2007

46.995

2008

62.674

2009

81.755

2010

109.154

2011

145.654

2012

194.376

2013

281.354

(Badan Pusat Statistik , 2007 - 2013 )

Dari data diatas dapat dilihat bahwa kebutuhan dimetil eter di Indonesia meningkat dari tahun ke tahun, sementara untuk memenuhi kebutuhan tersebut Indonesia masih mengimpor, maka diharapkan Prarancangan pabrik dimetil eter ini dapat mengurangi kebutuhan impor dimetil eter dari Negara lain.

1.2 Penentuan kapasitas produksi

Dalam Pra rancangan pabrik dibutuhkan suatu prediksi kapasitas agar produksi yang

dihasilkan dapat memenuhi kebutuhan, terutama kebutuhan dalam negeri. Pemilihan penentuan

kapasitas ini didasari oleh kebutuhan impor dimetil eter setiap tahunnya yang ditunjukkan oleh

tabel 1.1 data impor dimetil eter di Indonesia, dalam tabel dapat kita lihat bahwa peningkatan

kebutuhan DME yang selalu meningkat 29,82% setiap tahunnya, maka berdasarkan data

tersebut perkiraan kapasitas pabrik ditentukan dari nilai impor setiap tahun dengan menggunakan

rumus:

F = P( 1 + i )n

( Perry’s, 2002)

Dimana : F = nilai impor tahun 2014

P = nilai impor tahun 2013

i = parameter kenaikan impor setiap tahun

n = jumlah tahun (1)

Universitas Sumatera Utara

Tabel 1.1 Data impor Dimetil Eter di Indonesia

Tahun Jumlah (Ton) % kenaikan impor

2007

46.995

-

2008

62.674

33,36

2009

81.755

30,50

2010

109.154

33,35

2011

145.654

33,34

2012

194.376

33,45

2013

281.354

44,74

2014

365.253

29,82

(Badan Pusat Statistik , 2007 - 2013 ), Diakses pada mei 2014

Dari nilai rata-rata kenaikan impor per tahun diperoleh sebesar 29,82 % F = P ( 1 + i )n F(2014) = 281.354 ( 1 + 0,2982 )1 = 365.253,7628

Maka dapat diprediksikan nilai impor pada tahun 2014 adalah 365.253,7628 ton. Berdasarkan perkiraan kebutuhan dimetil eter pada tahun 2014, maka pra rancangan pabrik ini akan menutupi kebutuhan impor tersebut sebesar 100.000 ton/tahun.

1.3 Perumusan masalah Peningkatan impor dimetil eter dari tahun ketahun di Indonesia menunjukkan bahwa
adanya keterbatasan Indonesia untuk memenuhi kebutuhan dimetil eter. Untuk menutupi kekurangan dimetil eter maka perlu didirikan pra rancangan pabrik pembuatan Dimetil Eter dari Metanol. Dengan terpenuhinya kebutuhan dimetil eter di Indonesia diharapkan mampu meningkatkan ekonomi nasional dan kesejahteraan bangsa Indonesia.

Universitas Sumatera Utara

1.4 Tujuan Pra-rancangan Pabrik Tujuan Pra rancangan Pabrik Pembuatan Dimetil eter dari metanol ini adalah untuk
menerapkan disiplin ilmu Teknik Kimia, khususnya dibidang rancang, proses dan operasi teknik kimia sehingga akan memberikan gambaran kelayakan pra-rancangan pendirian pabrik ini. 1.5 Manfaat Pra-rancangan Pabrik
Berdasarkan tujuan yang telah diuraikan di atas, maka manfaat yang diperoleh dari Pra rancangan Pabrik Pembuatan Dimetil eter dari metanol ini adalah memberikan informasi, serta dapat dijadikan sebagai referensi untuk pendirian suatu pabrik pembuatan dimetil eter dari metanol.
Universitas Sumatera Utara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dimetil Eter

Dimetil Eter (DME) adalah senyawa eter yang paling sederhana dengan rumus kimia

CH3OCH3. Dikenal juga sebagai methyl ether atau wood ether. Jika DME dioksidasi yang terjadi adalah dekomposisi menjadi bentuk metanol dan formaldehid. DME termasuk bahan kimia tidak

beracun, senyawa yang tidak mengandung unsur Sulfur (S) dan Nitrogen (N), sehingga

memungkinkan emisi SOx, NOx, particulate matter yang jauh lebih rendah dari solar. DME

tidak bersifat korosif terhadap logam (Mayers, 1982).

Tabel 2.1 Sifat-sifat fisik Dimetil Eter

Sifat Fisik

Nilai

Rumus molekul Berat molekul

CH3OCH3 46 kg/kmol

Titik beku

-138,5°C

Titik didih (pada 760 mmHg)

-24,7°C

Densitas (pada 20°C)

677 kg/mol

Indeks bias, pada (-42,5°C)

1,3441

Specific gravity cairan

0,661 (pada 20°C)

Flash point (pada wadah tertutup) -42°F

Panas pembakaran

347,6 kkal/mol

Panas spesifik (pada -27,68°C)

0,5351 kkal/mol

Panas pembentukan (gas)

-44,3 kal/g

Panas laten (gas), (pada -24,68°C) 111,64 kal/g

Kelarutan dalam air (pada 1atm) 34 %berat

Kelarutan air dalam DME (1 atm) 7 %berat

Fase, 25°C, 1 atm

Gas

Temperatur kritis

400 K

Tekanan kritis

53,7 bar abs

(Dupont, 2008)

Universitas Sumatera Utara

Sifat kimia dimetil eter :

1. Dimetil eter bereaksi dengan karbon monoksida dan air menjadi asam dengan katalisator.

CH3OCH3(g) + H2O(g) + CO(g) → 2CH3COOH(g) 2. Bereaksi dengan sulfur trioksida membentuk dimetil eter

CH3OCH3(g) + SO3(g) → (CH3)2SO4(g) 3. Dengan hidrogen sulfit dengan bantuan katalisator sulfit membentuk dimetil sulfit

CH3OCH3(g) + H2S(g) → (CH3–S–CH3)(g) + H2O(g) 4. Dengan reaksi oksidasi dimetil eter akan menghasilkan formaldehid.

CH3OCH3(g) + O2(g) → 2CH2O(g) + H2O(l)

(Ketta, 1990)

2.2 sifat sifat bahan Pendukung

2.2.1 Metanol

sifat – sifat

1. Rumus molekul 2. Berat molekul 3. Titik leleh 4. Specific gravity 5. Densitas

: CH3OH
: 32gr/mol : -970C : 64,70C : 0,7918 x 103 kg/m3

6. Cp 7. ∆Hf0 gas 8. S0 gas
9. Viskositas

: 44,06 J/mol-K : -201 kJ/mol : 239,9 J/mol-K : 0,59 mPa.s pada 200C

10. Merupakan cairan yang tidak berwarna

11. Larut dalam air, alkohol dan eter

(perry, 1999)

2.2.2 katalisator

Sifat-sifat

1. Jenis

: Alumina silica (zeolit)

2. Bentuk

: silinder

4. Density

: 0.78 kg/m3

5. Void space

: 0.35

(us patent, 2012)

Universitas Sumatera Utara

2.3 Proses pembuatan dimetil ester

Dimetil eter (DME) merupakan senyawa eter paling sederhana. Senyawa eter adalah

senyawa karbon dengan rumus molekul CnH2n+2O, dan rumus molekul DME adalah (CH3)2O dengan berat molekul 46,069 (perry, 2002).

Dimetil Eter dapat diperoleh melalui dua cara, yaitu melalui proses langsung dan proses

tidak langsung. Melalui proses tidak langsung, metanol disintesis terlebih dahulu, diikuti dengan

reaksi dehidrasi Metanol, dan pada reaktor terpisah Dimetil Eter akan disintesis. Pada proses

pembentukan langsung, gas sintetis (H2& CO) disintesis menjadi Dimetil Eter. Proses reaksi

Dimetil Eter langsung merupakan hasil sintesa Metanol dari gas sintetis dan dehidrasi Metanol

yang terproses dalam reaktor yang sama.

Persamaan Reaksi Kimia :

2 CH3OH(g) ------> CH3OCH3(g) + H2O(g)

( Perry’s, 2002)

Methanol (CH3OH) bila dipanaskan pada suhu dan tekanan tinggi dan dengan adanya

bantuan katalis berupa alumina silica (AL2O3.SiO2) maka akan menghasilkan dimetil eter dan air sebagai produk samping. Reaksi ini bias disebut juga dengan dehidrasi methanol.

Tabel 2.2 keuntungan dan kerugian dari proses pembuatan dimetil eter dari metanol

Proses

Keuntungan

Kerugian

Proses langsung

- Prosesnya sederhana, peralatan yang diper- gunakan sedikit.
- Konversinya tinggi, rata-rata lebih dari 90%.

- Suhu operator cukup tinggi (2500C)

Universitas Sumatera Utara

Proses tidak - Suhu dan tekanan operasi reaktor

langsung

relatif rendah.

- Peralatan yang digunakan lebih banyak.
- Menggunaakan asam sulfat yang berfsifat korosif sehingga diperlukan peralatan dengan bahan konstruksi yang tahan terhadap korosi yang harganya lebih mahal.
- Konversinya rendah, yaitu : 45% (Mayers, 1982)

2.4 Seleksi Pemilihan Proses Pada pra rancangan pabrik pembuatan Dimetil Eter, proses yang dipilih adalah proses
Langsung. Proses ini dipilih dengan pertimbangan : - Jumlah Dimetil eter yang dihasilkan lebih besar - Merupakan proses yang efisien untuk mengubah metanol menjadi dimetil eter - Jumlah peralatan yang digunakan dapat lebih sedikit - Secara komersial dan ekonomis dapat bersaing dengan proses lain.

2.5 Deskripsi Proses Proses pembuatan dimetil eter dimulai dengan memanaskan metanol sampai suhu 2500C.
Fresh metanol dari storage tank dialirkan ke tangki pengumpanan. Umpan metanol di tangki Pengumpan dipompakan dengan pompa menuju furnace heater untuk dilakukan pemanasan hingga methanol mencapai suhu 2500C, Metanol yang telah mencapai suhu 2500C dan telah berubah fase dari fase cair menjadi fase gas lalu diumpankan ke dalam reaktor dengan compressor.
Didalam reaktor, dengan mereaksikan dehidrasi metanol dengan katalis zeolit asam membentuk dimetil eter (DME) dan air. Reaksi dijalankan pada reaktor fixed bed dengan kondisi operasi temperatur 2500C. Uap metanol mengalir secara kontinu ke reaktor fixed bed yang berisi katalis alumina silica (zeolit) untuk bereaksi menjadi dimetil eter (DME) dan H2O dengan konversi 90%. Dengan reaksi sebagai berikut :

Universitas Sumatera Utara

2 CH3OH(g) ------> CH3OCH3(g) + H2O(g)

( Perry’s, 2002)

Kemudian pada tahap pemurnian produk dilakukan untuk memisahkan dimetil eter

(DME) dari H2O dan sisa metanol yang tidak bereaksi agar diperoleh dimetil eter (DME) dengan

kemurnian 99,85%. Produk keluaran reaktor yang telah didinginkan, dialirkan ke menara

destilasi pertama untuk memisahkan dimetil eter dari metanol dan air. Produk hasil atas (distilat)

menara destilasi pertama berupa dimetil eter (DME) ditampung pada tangki penyimpanan

dimetil eter (DME) dengan kemurnian 99,85%. Produk bawah (residu) menara destilasi pertama

berupa campuran air dan metanol diumpankan ke menara destilasi kedua. Pada menara kedua

dilakukan pemisahan atau recovery metanol dari air. Metanol sebagai hasil atas (distilat) menara

destilasi kedua dikondensasikan dengan kondenser. sebagian direcycle ke tangki pengumpan dan

sebagian lainnya dikembalikan ke menara destilasi kedua. Hasil bawah (residu) menara destilasi

kedua berupa air didinginkan dengan cooler dan dialirkan menuju waste water treatment.

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

BAB III NERACA MASSA

Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan dimetil eter dari metanol adalah

sebagai berikut :

Kapasitas produksi : 100.000 ton/tahun

Waktu operasi

: 330 hari/tahun

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Satuan operasi

: kg/jam

3.1 Reaktor (R-101)

Tabel 3.1 Neraca massa total reaktor – 101

Komponen

Masuk (kg/jam) Keluar (Kg/jam)

Alur 3

Alur 4

CH3OH H2O CH3OCH3

12563.13131 63.13131313 -

1256.313131 3243.173927 8126.775568

Total

12626.26263 12626.26263

3.2 MenaraDestilasi (MD – 101)

Tabel 3.2 Neraca massa total menara destilasi (MD-101)

Keluar

Komponen

Masuk (kg/jam) Top

Bottom

Alur 5

Alur 6

Alur 9

CH3OCH3 CH3OH H2O TOTAL

1256.3131 3243.1739 8126.7756 12626.2626

8114.5854 12.1902 1254.4287 1.8845 4.8648 3238.3092 9373.8788 3252.3838

12626.2626

Universitas Sumatera Utara

3.3 Condenser (CD – 101) Tabel 3.3 Neraca massa total kondensor (CD – 101)

Komponen
CH3OCH3 CH3OH H2O TOTAL

Masuk (kg/jam)
Alur 6 11603.8571 1793.8330 6.9566 13404.6467

Keluar (kg/jam)

Refluks

UAP

Alur 7

Alur 8

3489.2717 8114.5854

539.4043 1254.4287

2.0918

4.8648

4030.7679 9373.8788

13404.6467

3.4 Reboiler (RB – 101) Tabel 3.4 Neraca massa total reboiler (RB – 101)

Komponen
CH3OCH3 CH3OH H2O TOTAL

Masuk (kg/jam)
Alur 9 33.0697 5.1122 8784.9507 8823.1326

Keluar (kg/jam)

Refluks

Bottom

Alur 10

Alur 11

20.8796

12.1902

3.2278

1.8845

5546.6415 3238.3092 5570.7488 3252.3838
8823.1326

Universitas Sumatera Utara

3.5 MenaraDestilasi (MD – 102)

Tabel 3.3 Neraca massa totalmenara destilasi (MD – 102)

Komponen

Masuk (kg/jam)

Keluar (kg/jam) Top Bottom

Alur 12

Alur 13

Alur 16

CH3OCH3 CH3OH H2O

12.1902 1.8845 3238.3092

12.1292 1.8750 16.1915

0.0610 0.0094 3222.1176

TOTAL

3252.3838

30.1958

3222.1880

3252.3838

3.6 Condensor (CD – 102)

Tabel3.4 Neraca massa total kondensor (CD - 102)

Komponen
CH3OCH3 CH3OH H2O TOTAL

Masuk (kg/jam) Alur 13 200.1320 30.9383 267.1605
498.2308

Keluar (kg/jam) Refluks Alur 14 188.0028

UAP Alur 15 12.1292

29.0632

1.8750

250.9690 468.0350

16.1915 30.1958 498.2308

Universitas Sumatera Utara

3.7 Reboiler (RB – 102)

Tabel3.5 Neraca massa totalreboiler (RB-102)

Komponen

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

Refluks

Bottom

Alur 16

Alur 17

Alur 18

CH3OCH3 CH3OH H2O

0.0678 0.0105 3584.9902

0.0069 0.0011 362.8725 362.8805

0.0610 0.0094 3222.1176 3222.1880

TOTAL

3585.0684

3585.0684

Universitas Sumatera Utara

BAB IV NERACA ENERGI

Hasil perhitungan neraca energi pada proses pembuatan dimetil eter dari metanol adalah

sebagai berikut :

Kapasitas produksi : 100.000 ton/tahun

Waktu operasi

: 330 hari/tahun

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Satuan operasi Basis temperatur

: kj/jam : 250C (2980K)

4.1 Reaktor 101 (R – 101) Tabel 4.1 Neraca energi reaktor (R – 101)

Q Masuk (Kj/Jam)

Q Keluar (Kj/jam)

Q masuk

11422,09093 Q sisa

16362,07294

Q reaksi

7258,779403 Q out

2608,647072

Q in 289,8496747

Total

18970,72001

18970,72001

4.2 Cooler 101 (C – 101)

Tabel 4.2 Neraca energi cooler 101 (C – 101)

Q masuk

Q keluar

Qh

610800,7439 Qc

610800,7439

4.3 Cooler 102 (C – 102)

Tabel 4.3 Neraca energi cooler 102 (C – 102)

Q masuk

Q keluar

Qh

543880,2447 Qc

543880,2447

4.4 Menara destilasi 101 (MD – 101)

Tabel 4.4 Neraca energi menara destilasi 101 (MD – 101)

Q masuk

Q keluar

Q feed

4792,839677 Q top

3348,888564

Q bottom

1443,951113

Total

4792,839677

4792,839677

Universitas Sumatera Utara

4.5 kondensor 101 (CD – 101)

Tabel 4.5 Neraca energi kondensor 101 (CD-101)

Q masuk

Q keluar

Q masuk

89004707,99 Q refluks

1440,022083

Q in

44499959,54 Q destilat

3348,888564

Q out 133499878,6

Total

133504667,5

133504667,5

4.6 Reboiler 101 (RB – 101)

Tabel 4.6 Neraca energi reboiler (RB – 101)

Q in

Q umpan

3917,179828 Q keluar

Qs in

98476634,78 Q Lv

Qw out

Total

98480551,96

Q out 1443,951113 89002392,31 9476715,701 98480551,96

4.7 Heater 102 (E – 102)

Tabel 4.7 Neraca energi heater 102 (E – 102)

Q masuk

Q masuk

1443,951113 Q keluar

Qs Masuk

2767786,28

Qs keluar

Total

2769230,231

Q keluar 1446,156395 2767784,075 2769230,231

4.8 Menara destilasi 102 (MD – 102)

Tabel 4.8 Neraca energi menara destilasi 102 (MD – 102)

Q masuk

Q keluar

Q umpan

1446,156395 Q top

12,39353473

Q RB

2196769,555 Q buttom

1433,76286

Q kondensor

2196769,555

Total

2198215,711

2198215,711

4.9 Kondensor 102 (CD – 102)

Tabel 4.9 Neraca energi kondensor 102 (CD – 102)

Q masuk

Q keluar

Q masuk

2196974,048 Q refluks

192,0997883

QWin

549192,3888 Q destilat

12,39353473

QWout

2745961,944

Total

2746166,437

2746166,437

Universitas Sumatera Utara

4.10 Reboiler 102 (RB – 102)

Tabel 4.10 Neraca energi reboiler 102 (RB – 102)

Q in

Q out

Q umpan

1595,232185 Q keluar

1433,76286

Qs in

2515430,019 Q Lv

2196931,024

Qs out

318660,4636

Total

2517025,251

2517025,251

4.11 Cooler 103 (C – 103)

Tabel 4.11 Neraca energi cooler 103 (C -103)

Q masuk

Q keluar

Qh

57350,51441 Qc

57350,51441

Universitas Sumatera Utara

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN

Hasil perhitungan spesifikasi peralatan pada proses pembuatan dimetil eter dari metanol

adalah sebagai berikut :

5.1. Reaktor - 101 (R-101)

Tabel 5.11 Spesifikasi Reaktor-101

IDENTIFIKASI

Nama Alat

Reaktor

Kode Alat Jumlah

R – 101 1 buah

Operasi

Kontinyu

Fungsi

Mereaksikan bahan baku metanol secara

dehidrasi untuk menghasilkan Dimetil Eter

DATA DESAIN

Type Temperatur Operasi :

Multitubular Fixed Bed 250 oC

Tekanan Operasi :

12 atm

Diameter Reaktor :

1,3712m

Tinggi Reaktor :

3,2759 m

Tebal Dinding Reaktor :

0,0105 m

Tube

Shell

OD = 0,0422 m

Ds = 1,9037m

ID = 0,0351 m

Bahan Konstruksi

Stainless Steel

5.2. Menara Destilasi-101 (MD-101)

Tabel 5.2 Spesifikasi Menara Destilasi - 101

IDENTIFIKASI

Nama Alat

Menara destilasi -101

Alat Kode

MD-01

Jenis

Tray Column

Jumlah

1 buah

Operasi

Kontinyu

Universitas Sumatera Utara

Fungsi
Tekanan Temperatur
Diameter Tray spacing Jumlah tray Tebal Material
Downcomer area Active area Hole Diameter Hole area Perforated Area Jumlah Hole OD

Tempat memisahkan Dimetil Eter dari campuran

Air dan Metanol

DATA DESAIN

Top Bottom

1atm 50 OC

1atm 50 OC

KOLOM

Top Bottom

0,5607 m

0,7525 m

0,3m

0,3m

15 buah

3 buah

0,0204 m

0,020475 m

Carbon steel

PELAT

Top 0,0296 0,1875

m2 m2

Bottom 0,0533 0,3378

m2 m2

5 mm 5 mm

0,0188 m2 0,1131 m2

0,0338 0,2362

m2 m2

956 1722

0,6014 m

0,7934 m

Analog spesifikasi alat dapat dilihat pada MD-101 dan MD-102, sehingga diperoleh :

MD
(MD-101) (MD-102)

Bahan konstruksi
Carbon steel Carbon steel

Diameter kolom bawah (m)
0,7525 0,5007

Diameter kolom atas (m)

Tinggi kolom (m)

Efisiensi Tray (%)

0,5607 0,3607

6,1244 13,1969

93,94 48,66

5.3. Condensor-101 (CD-101)

Tabel 5.3 Spesifikasi Condenser-101

IDENTIFIKASI

Nama Alat

Condensor

Universitas Sumatera Utara

Kode Alat

CD-101

Jumlah

1 buah

Operasi

Kontinyu

Fungsi

Mengkondensasikan produk keluaran MD-101

DATA DESIGN

Tipe Shell and Tube Heat Exchanger

Bahan Konstruksi

Carbon steel

Tube Side

Shell Side

Jumlah

= 51

ID 39 in

Panjang

= 17 ft

Pass 1

OD, ID BWG

= 1 in, 0,87 in = 16

ΔP

0,0161 Psi

Pitch ΔP Pass

= 1,25- in, Triangular = 6,7026 Psi =4

5.4. Condensor-102 (CD-102)

Tabel 5.4 Spesifikasi Condenser-102

IDENTIFIKASI

Nama alat

Condensor

Kode alat

CD-102

Jumlah

1 buah

Operasi

Kontinyu

Fungsi

Mengkondensasikan produk top MD-102

DATA DESAIN

Tipe Double Pipe Heat Exchanger

Jumlah harpin

147 buah

Panjang Actual Design Coefficient, Ud Clean Overall Coefficient, Uc
ANNULUS

20 ft 24,8992Btu/hr.ft2.oF 26,2031 Btu/hr.ft2.oF
INNER PIPE

ID = 4,026 in

ID = 3,068 in

OD = 4,5 in

OD = 3,5 in

ΔPa = 1,5333psi

ΔPP = 2,5401 psi

Universitas Sumatera Utara

Dirt factor Bahan konstruksi

: 0,0042 : Carbon Steel

5.5. Reboiler-01 (RB-101)

Tabel 5.5 Spesifikasi Reboiler-101

IDENTIFIKASI

Nama Alat

Reboiler

Kode Alat

RB - 101

Jumlah

1

Operasi

Kontinyu

Fungsi

Menguapkan kembali bottom product MD -101

DATA DESIGN

Tipe Kettle Reboiler

Bahan Konstruksi

Carbon steel

SUMMARY

hio = 213,2009

h outside

ho = 44,4602

UC UD Rd Required 1,9753 psi

= = = Calculated ΔP, Psi

124,6301 99.9290 0,002 0,3780 psi

5.6. Reboiler-02 (RB-102) Tabel 5.6 Spesifikasi Reboiler-102

IDENTIFIKASI

Nama alat

Reboiler-102

Kode alat

RB-102

Jumlah

1 buah

Operasi

Kontinyu

Fungsi

Menguapkan kembali keluaran bottom MD-102.

DATA DESAIN

Tipe Kettle Reboiler

Jumlah harpain

84 buah

Panjang

20 ft

ANNULUS

INNER PIPE

Universitas Sumatera Utara

ID = 2,067 in ID = 1,610 in OD = 2,38 in OD = 1,9 in
SUMMARY

hio = 267,8311
UC UD Rd Calculated Rd Required 12,2588 psi

h outside
= = = = Calculated ΔP, Psi

ho = 171,4960
104,5507 70,0379 0,0047 0,0030 1,4144 psi

5.7. Cooler-101 (C-101)

Tabel 5.7 Spesifikasi Cooler-101

IDENTIFIKASI

Nama Alat

Cooler

Kode Alat

C-101

Jumlah

1

Operasi

Kontinyu

Fungsi

Menurunkan temperatur produk R-101

DATA DESIGN

Tipe Double Pipe Heat Exchanger

Bahan Konstruksi

Carbon steel

Inner Side

Annulus Side

ho = 20,9718
UC UD Rd Calculated Rd Required

h outside
= = = =

hio = 4,9027 2,5595 2,5465
0,0022 0,0020

0,0157 psi

Calculated ΔP, Psi

2,4396 psi

Universitas Sumatera Utara

5.8. Cooler-102 (C-102)

Tabel 5.8 Spesifikasi Cooler-102

IDENTIFIKASI

Nama Alat

Cooler

Kode Alat

C-102

Jumlah

1

Operasi

Kontinyu

Fungsi

Menurunkan temperatur produk R-101

DATA DESIGN

Tipe Double Pipe Heat Exchanger

Bahan Konstruksi

Carbon steel

Inner Side

Annulus Side

ho = 20,9718 UC UD Rd Calculated Rd Required 0,0128 psi

h outside = = = = Calculated ΔP, Psi

hio = 4,9027 2,5595 2,5465 0,0049 0,0020 2,4396 psi

5.9. Cooler-103 (C-103)

Tabel 5.9 Spesifikasi Cooler-103

IDENTIFIKASI

Nama Alat

Cooler

Kode Alat Jumlah

C-103 1

Operasi

Kontinyu

Fungsi

Menurunkan temperatur produk reboiler - 102

DATA DESIGN

Tipe Double Pipe Heat Exchanger

Bahan Konstruksi

Carbon steel

Inner Side

Annulus Side

ho = 20,9718 UC UD Rd Calculated Rd Required

h outside = = = =

hio = 4,9027 2,5595 2,5465 0,0021 0,0020

Universitas Sumatera Utara

0,1502 psi

Calculated ΔP, Psi

2,4396 psi

5.10. Kompressor-101 (K-101)

Tabel 5.10 Spesifikasi Kompresor-101

IDENTIFIKASI

Nama Alat

Kompresor - 101

Kode Alat

K - 101

Jumlah

1 buah

Operasi

Kontinyu

Fungsi

Mengalirkan dan menaikan tekanan feed

sebelum masuk R-101

DATA DESAIN

Tipe Kapasitas

Centrifugal kompresor 9,385625 ft3/menit

Tekanan Input

1 atm

Tekanan Output

12 atm

Gas Horse Power

242 Hp

Bahan Konstruksi

Carbon Steel

5.11. Pompa-101 (P-101)

Tabel 5.11 Spesifikasi Pompa-01

IDENTIFIKASI

Nama Alat

Pompa

Kode Alat

P-101

Jumlah

2 buah ( 1 cadangan )

Operasi

Kontinyu

Fungsi

Untuk mengalirkan bottom produk absorber

menuju KD-01

DATA DESAIN

Tipe Centrifugal

Kapasitas

42,0875 kg/menit

Effisiensi pompa

80 %

Power

0,1 Hp

Bahan Konstruksi

Commercial Steel

Universitas Sumatera Utara

5.12. Pompa-102 (P-102) Tabel 5.12 Spesifikasi Pompa-102

IDENTIFIKASI

Nama Alat

Pompa

Kode Alat

P-102

Jumlah

2 buah ( 1 cadangan )

Operasi

Kontinyu

DATA DESAIN

Tipe Centrifugal

Kapasitas

0,50326 kg/menit

Effisiensi pompa

80 %

Power

0,1 Hp

Bahan Konstruksi

Commercial Steel

5.13. Tanki- 101 (T-101)

Tabel 5.13 Spesifikasi Tanki-101

IDENTIFIKASI

Nama Alat Alat Kode

Tanki CH3OH T-101

Jumlah

1 buah

Fungsi

menyimpan CH3OH untuk kebutuhan 30 hari

Tipe Temperature design Tekanan design
Tinggi Diameter Tebal Bahan konstruksi

DATA DESIGN Silinder vertical dengan tutup ellipsoidal 30 oC 1atm DATA MEKANIK = 33,0842 m = 22,0561 m = 0,0555 m : Carbon steel

5.14. Tanki- 102 (T-102) Tabel 5.14 Spesifikasi Tanki-102

Universitas Sumatera Utara

Nama Alat Alat Kode Jumlah Fungsi
Tipe Temperature design Tekanan design
Tinggi Diameter Tebal Bahan konstruksi

IDENTIFIKASI Tanki CH3OCH3 T-102 1 buah Menyimpan CH3OCH3 untuk kebutuhan 30 hari
DATA DESIGN Silinder vertical dengan tutup ellipsoidal 30oC 1atm DATA MEKANIK = 25,8873 m = 17,8232 m = 0,03177 m : Low Alloys Steel

5.15. Heater-101 (E-101)

Tabel 5.15 Spesifikasi Heater-101

IDENTIFIKASI

Nama Alat

Heater

Kode Alat

H-101

Jumlah

1

Operasi

Kontinyu

Fungsi

Menaikkan temperatur Bottom MD - 102

DATA DESIGN

Tipe Shell and Tube Heat Exchanger

Bahan Konstruksi

Carbon steel

Tube Side

Shell Side

Jumlah : 368

ID : 13,25

Panjang : 14 ft

Baffle : 2,65

OD, ID : 1 in,

Pass : 2

BWG : 16

Pitch : 1,25 in, Triangular

SUMMARY

ho = 164,854

h outside

hio = 114,4419

Universitas Sumatera Utara

UC UD Rd Calculated Rd Required 0,1263 psi

= = = = Calculated ΔP, Psi

67,5501 49,7452 0,0052 0,003 0,2021 psi

5.16.Accumulator-101 (ACC-101)

Tabel 5.16 Spesifikasi Accumolator-101

IDENTIFIKASI

Nama Alat

Accumulator

Alat Kode

ACC-101

Jumlah

1 buah

Fungsi

Tempat menampung kondensat yang keluar dari

CD-101

DATA DESIGN

Tipe Temperature design

Silinder horizontal 50 oC

Tekanan design Kapasitas

1 atm 3,63 m3

DATA MEKANIK

Panjang

2,5546 m

Diameter

1,0219 m

Tebal

0,0010 m

Bahan konstruksi

Carbon steel

5.17. Accumulator-102 (ACC-102)

Tabel 5.17 Spesifikasi Accumulator-102

IDENTIFIKASI

Nama Alat

Accumulator

Alat Kode

ACC-102

Jumlah

1 buah

Fungsi

Tempat menampung kondensat yang keluar dari CD-

102

DATA DESIGN

Universitas Sumatera Utara

Tipe Temperature design Tekanan design Kapasitas
Panjang Diameter Tebal Bahan konstruksi

Silinder horizontal 70 oC 1 atm
0,54 m3/jam DATA MEKANIK
0,8092 m 0,3237 m 0,0005 m
Carbon steel

Universitas Sumatera Utara

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
Instrumentasi adalah peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan. Dalam suatu pabrik kimia, pemakaian instrumen merupakan suatu hal yang sangat penting karena dengan adanya rangkaian instrumen tersebut maka operasi semua peralatan yang ada di dalam pabrik dapat dimonitor dan dikontrol dengan cermat, mudah dan efisien. Alat-alat instrumentasi dipasang pada setiap peralatan proses dengan tujuan agar sarjana teknik dapat memantau dan mengontrol kondisi di lapangan. Dengan adanya instrumentasi ini pula, para sarjana teknik dapat segera melakukan tindakan apabila terjadi kejanggalan dalam proses. Namun pada dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses di pabrik mencapai tingkat kesalahan (error)yang paling minimum sehingga produk dapat dihasilkan secara optimal (Considine, 1985). Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol (controller), penunjuk (indicator), pencatat (recorder), dan pemberi tanda bahaya (alarm). Instrumentasi bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat-alat tersebut dipasang diatas papan instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan peralatan (kontrol otomatis) (Timmerhaus, 2004). Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol/diukur oleh instrumen adalah: 1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan. 2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH, humiditas,
titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel lainnya (Considine,1985).
Pada dasarnya sistem pengendalian terdiri dari: 1. Sensing Element / Elemen Perasa (Primary Element)
Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga variabel yang diukur. 2. Elemen pengukur (measuring element)
Elemen pengukur adalah suatu elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan temperatur, tekanan, laju aliran, maupun tinggi fluida.
Universitas Sumatera Utara

3. Elemen pengontrol (controlling element) Elemen pengontrol yang menerima sinyal kemudian akan segera mengatur perubahanperubahan proses tersebut sama dengan nilai yang diinginkan.
4. Elemen pengontrol akhir (final control element) Elemen ini merupakan elemen yang akan mengubah masukan yang keluar dari elemen pengontrol ke dalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada dalam batas yang diinginkan dan merupakan hasil yang dikehendaki. (Considine,1985)

Error +

Set Point

-

Controller

Manipulated variable

Measured variable

Contolled

Transmitter

Sensing Element

LOAD
-
+ Controller variable

Gambar : diagram balok sistem pengendalian otomatis

(george, 1993)

Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen-instrumen adalah: 1. Range yang diperlukan untuk pengukuran 2. Level instrumentasi 3. Ketelitian yang dibutuhkan 4. Bahan konstruksinya 5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses
(Timmerhaus,2004) Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah :
1. Untuk variabel temperatur - Temperature Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati
temperatur suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.

Universitas Sumatera Utara

- Temperature Indicator Controller (TI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati temperatur dari suatu alat.
2. Untuk variabel tinggi permukaan cairan - Level Controller (LC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati ketinggian
cairan dalam suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian. - Level Indicator Controller (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati
ketinggian cairan dalam suatu alat. 3. Untuk variabel tekanan -