PRARANCANGAN PABRIK AKROLEIN DARI OKSIDASI PROPILEN KAPASITAS 60.000 TON/TAHUN (Perancangan Heater -102 (HE-102))
ABSTRACT
MANUFACTURE OF ACROLEIN
FROM OXYDATION OF PROPYLENE
CAPACITY 60,000 TONS/YEAR
(Design Heater -102 (HE-102))
By
M. RIDHO ULYA
Acrolein plant produced by reacting propylene and oxygen was plan to
be in industrial plant in the region of Cilegon in Banten Province. Plant was
established by considering the availability of raw materials, transportation
facilities, readily available labor and environmental conditions.
Plant's production capacity is planned 60,000 tons / year, with operating
time of 24 hours / day and 330 working days in a year. The raw materials used
are much propylene 6,699.0403 kg / hr and oxygen as 5,596.5000 kg / hr.
Provision of utility plant needs a treatment system and water supply, steam
supply systems, instrument air and oxygen supply systems, and power generation
systems. Labor needed as many as 155 people with a business entity form
Limited Liability Company (PT) which is headed by a Director who is assisted by
the Director of Production and Director of Finance with line and staff
organizational structure.
From the economic analysis is obtained:
Fixed Capital Investment
(FCI)
= Rp 196.571.625.298
Working Capital Investment
(WCI)
= Rp 34.689.110.346
Total Capital Investment
(TCI)
= Rp 231.260.735.645
Break Even Point
(BEP)
= 44,05 %
Shut Down Point
(SDP)
= 35,45 %
Pay Out Time before taxes
(POT)b
= 1,10 years
Pay Out Time after taxes
(POT)a
= 1,33 years
Return on Investment before taxes
(ROI)b
= 69,10 %
Return on Investment after taxes
(ROI)a
= 55,28 %
Discounted cash flow
(DCF)
= 63,38 %
Consider the summary above, it is proper establishment of acrolein plant
to studied further, because the plant is profitable and has good prospects.
ABSTRAK
PRARANCANGAN PABRIK AKROLEIN
DARI OKSIDASI PROPILEN
KAPASITAS 60.000 TON/TAHUN
(Perancangan Heater -102 (HE-102))
Oleh
M. RIDHO ULYA
Pabrik Akrolein berbahan baku propilen dan oksigen, akan didirikan di
Cilegon, Provinsi Banten. Pabrik ini berdiri dengan mempertimbangkan
ketersediaan bahan baku, sarana transportasi yang memadai, tenaga kerja yang
mudah didapatkan dan kondisi lingkungan.
Pabrik direncanakan memproduksi Akrolein sebanyak 60.000 ton/tahun,
dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang digunakan
adalah propilen sebanyak 6.699,0403 kg/jam dan oksigen sebanyak 5.596,5000
kg/jam.
Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik Akrolein berupa : pengadaan air,
pengadaan steam, pengadaan listrik, kebutuhan bahan bakar, dan pengadaan
oksigen dan udara instrumen.
Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur
organisasi line dan staff dengan jumlah karyawan sebanyak 155 orang.
Dari analisis ekonomi diperoleh:
Fixed Capital Investment
(FCI)
= Rp 196.571.625.298
Working Capital Investment
(WCI)
= Rp 34.689.110.346
Total Capital Investment
(TCI)
= Rp 231.260.735.645
Break Even Point
(BEP)
= 44,05 %
Shut Down Point
(SDP)
= 35,45 %
Pay Out Time before taxes
(POT)b
= 1,10 years
Pay Out Time after taxes
(POT)a
= 1,33 years
Return on Investment before taxes
(ROI)b
= 69,10 %
Return on Investment after taxes
(ROI)a
= 55,28 %
Discounted cash flow
(DCF)
= 63,38 %
Mempertimbangkan paparan di atas, sudah selayaknya pendirian pabrik
Akrolein ini dikaji lebih lanjut, karena merupakan pabrik yang menguntungkan
dan mempunyai masa depan yang baik.
ABSTRACT
MANUFACTURE OF ACROLEIN
FROM OXYDATION OF PROPYLENE
CAPACITY 60,000 TONS/YEAR
(Design Heater -102 (HE-102))
By
M. RIDHO ULYA
Acrolein plant produced by reacting propylene and oxygen was plan to
be in industrial plant in the region of Cilegon in Banten Province. Plant was
established by considering the availability of raw materials, transportation
facilities, readily available labor and environmental conditions.
Plant's production capacity is planned 60,000 tons / year, with operating
time of 24 hours / day and 330 working days in a year. The raw materials used
are much propylene 6,699.0403 kg / hr and oxygen as 5,596.5000 kg / hr.
Provision of utility plant needs a treatment system and water supply, steam
supply systems, instrument air and oxygen supply systems, and power generation
systems. Labor needed as many as 155 people with a business entity form
Limited Liability Company (PT) which is headed by a Director who is assisted by
the Director of Production and Director of Finance with line and staff
organizational structure.
From the economic analysis is obtained:
Fixed Capital Investment
(FCI)
= Rp 196.571.625.298
Working Capital Investment
(WCI)
= Rp 34.689.110.346
Total Capital Investment
(TCI)
= Rp 231.260.735.645
Break Even Point
(BEP)
= 44,05 %
Shut Down Point
(SDP)
= 35,45 %
Pay Out Time before taxes
(POT)b
= 1,10 years
Pay Out Time after taxes
(POT)a
= 1,33 years
Return on Investment before taxes
(ROI)b
= 69,10 %
Return on Investment after taxes
(ROI)a
= 55,28 %
Discounted cash flow
(DCF)
= 63,38 %
Consider the summary above, it is proper establishment of acrolein plant
to studied further, because the plant is profitable and has good prospects.
PRARANCANGAN PABRIK AKROLEIN
DARI OKSIDASI PROPILEN
KAPASITAS 60.000 TON/TAHUN
(Tugas Khusus Heater (HE-102))
Oleh
M. RIDHO ULYA
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2014
Scanned by CamScanner
Scanned by CamScanner
Scanned by CamScanner
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kuala Tungkal, Provinsi Jambi, pada tanggal 7
Maret 1991. Sebagai anak kedua dari dua bersaudara, dari bapak
Drs. H. Yarizal Yasra dan Ibu Hj. Yuliar S.Pd.
Penulis menyelesaikan Sekolah Taman Kanak-Kanak di TK Aisyah,
Kuala Tungkal, Provinsi Jambi pada tahun (1996), Sekolah Dasar
Negeri di SD Negeri 147 kota Jambi pada tahun 2003, Sekolah
Menengah Pertama di SMP Negeri 8 kota Jambi pada tahun 2006, Sekolah Menengah Atas di
SMA Negeri 5 kota Jambi pada tahun 2009.
Tahun 2009, Penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Unila melalui jalur
SNMPTN. Pada tanggal 14 Januari – 14 Februari tahun 2013, Penulis melakukan Kerja
Praktek di PT. PetroChina International Jabung Ltd (Provinsi Jambi) dan pada tahun 2013
melakukan penelitian dengan judul “Metanolisis Minyak Kelapa (cocos nucifera, l.) pada
Pembuatan Biodiesel secara Kontinyu dengan Menggunakan
Continuous Microwave Biodiesel Reactor (CMBR)”.
MOTO
‘’Menjadikan Setiap Langkah
Bernilai Ibadah”
SANWACANA
Puji dan Syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa, karena atas
rahmat dan izin-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.
Skripsi dengan judul “Prarancangan Pabrik Akrolein dari Oksidasi Propilen dengan Kapasitas
60.000 Ton/Tahun” adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik Kimia di
Universitas Lampung.
Dalam kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Ir, Azhar, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia;
2. Bapak Taharuddin, S.T., M.Sc., selaku Pembimbing Pertama, yang telah memberikan
bimbingan, saran, dan kritik dalam proses penyelesaian Tugas Akhir ini;
3. Ibu Sri Ismiyati Damayanti, S.T., M.Eng., selaku Pembimbing Kedua yang telah banyak
membantu, mengarahkan dan membimbing sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan;
4. Bapak Muhammad Hanif S.T.,M.T., selaku Penguji Pertama pada ujian Tugas Akhir yang
telah memberikan masukan dan saran-saran dalam perbaikan skripsi ini;
5. Bapak Donny Lesmana S.T.,M.Sc., selaku Penguji Kedua pada ujian Tugas Akhir yang
telah memberikan masukan dan saran-saran dalam perbaikan skripsi ini;
6. Orang tua dan keluarga yang telah mendukung dalam materil maupun spiritual;
7. Sahabat seperjuangan selama penyusunan, Kak Armando Nadji yang telah bekerjasama
dan memberikan semangat dalam penyelesaian skripsi ini;
8. Teman-temanku, senior, dan junior, Vian, Ngudi, Mu’arif, Ardi, Ahdan, Andi, Donny,
Tauhid, Rohman, Ka’ Indra, dan teman-teman yang tak dapat disebutkan namanya satu
per satu, terima kasih atas kebersamaan dan dukungannya;
9. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.
Akhir kata, Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, akan
tetapi sedikit harapan semoga skripsi yang sederhana ini dapat berguna dan bermanfaat bagi
kita semua. Amin.
Bandar Lampung, Desember 2014
Penulis,
M. Ridho Ulya
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI...................................................................................................
ii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
iv
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
v
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ......................................................................................
B. Kapasitas Perancangan ..........................................................................
C. Lokasi Pabrik .........................................................................................
1
2
8
II. DESKRIPSI PROSES
A. Proses Pembuatan Akrolein...................................................................
1. Proses Degussa ................................................................................
2. Proses Oksidasi Propilen .................................................................
B. Pemilihan Proses...................................................................................
C. Uraian Proses .........................................................................................
11
11
12
13
24
III. SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK
A. Spesifikasi Bahan Baku .........................................................................
B. Bahan Pendukung ..................................................................................
C. Spesifikasi Produk .................................................................................
D. Produk Samping ....................................................................................
26
27
27
28
IV. NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
A. Neraca Massa .........................................................................................
B. Neraca Energi ........................................................................................
29
33
V. SPESIFIKASI PERALATAN
A. Peralatan Proses .....................................................................................
38
VI. UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH
A. Unit Pendukung Proses (Utilitas) ..........................................................
1. Unit Penyedia dan Pengolahan air ....................................................
2. Unit Pembangkit dan Pendistribusian Listrik ...................................
3. Unit Penyedia Oksigen dan Udara Instrumen ..................................
4. Unit Penyedia Steam ........................................................................
ii
48
48
62
63
63
B. Pengolahan Limbah ...............................................................................
C. Laboratorium .........................................................................................
D. Instrumentasi dan Pengendalian Proses ................................................
64
65
69
VII. LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK
A. Lokasi Pabrik ........................................................................................
B. Tata Letak Pabrik ..................................................................................
C. Tata Letak Alat Proses ..........................................................................
72
76
80
VIII. SISTEM MANAJEMEN DAN ORGANISASI PERUSAHAAN
A.
B.
C.
D.
E.
F.
G.
Bentuk Perusahaan ...............................................................................
Struktur Organisasi Perusahaan ...........................................................
Tugas dan Wewenang ..........................................................................
Status Karyawan dan Sistem Penggajian .............................................
Pembagian Jam Kerja Karyawan .........................................................
Penggolongan Jabatan dan Jumlah Karyawan .....................................
Kesejahteraan Karyawan ......................................................................
82
85
87
95
95
98
102
XI. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI
A.
B.
C.
D.
Investasi .............................................................................................
Evaluasi Ekonomi .................................................................................
Angsuran Pinjaman ..............................................................................
Discounted cash flow ............................................................................
105
108
110
110
X. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan .............................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
iii
112
DAFTAR TABEL
Tabel
Hal
1.1
Data Import Akrolein di Indonesia ......................................................... 3
1.2
Pabrik Asam Akrilat ................................................................................ 5
1.3
Data Produksi Pabrik Akrolein ............................................................... 6
2.1
Harga Bahan Baku dan Produk Proses Degussa ..................................... 15
2.2
Harga Bahan Baku dan Produk Proses Oksidasi Propilen ...................... 17
2.3
Data Energi Pembentukan pada Suhu 25 OC .......................................... 18
2.4
Data Energi Bebas Gibbs pada Suhu 25 OC ............................................ 19
2.5
Data Cp (kJ/kmol.K) Proses Degussa ..................................................... 20
2.6
Data Cp (kJ/kmol.K) Proses Oksidasi Propilen ...................................... 22
2.7
Perbandingan Proses Pembuatan Akrolein ............................................. 23
4.1
Neraca Massa Total Reaktor (RE-201) ................................................... 30
4.2
Neraca Massa Total Absorber (AB-101) ................................................ 31
4.3
Neraca Massa Purging ............................................................................ 31
4.4
Neraca Massa Menara Distilasi (DC-301) .............................................. 32
4.5
Neraca Massa Kondensor (CD-301) ....................................................... 32
4.6
Neraca Massa Reboiler (RE-301) ........................................................... 33
4.7
Neraca Energi Expander Turbin (ET-101) .............................................. 34
4.8
Neraca Energi Vaporizer (V-101) ........................................................... 34
4.9
Neraca Energi Mixing Point (MP-101) ................................................... 34
4.10 Neraca energi Absorber (AB-101) .......................................................... 35
4.11 Neraca Energi Kompressor (CP-101) ..................................................... 35
4.12 Neraca Energi Mixing Point (MP-102) ................................................... 36
4.13 Neraca Energi Heater (HE-101) ............................................................. 36
4.14 Neraca Energi Reaktor (RE-201) ............................................................ 37
4.15 Neraca Energi Expansion Valve (EV-101) ............................................. 37
4.16 Neraca Energi Heater (HE-102) ............................................................. 37
4.17 Neraca Energi Menara Distilasi (DC-301).............................................. 38
4.18 Neraca Energi Cooler (CO-301) ............................................................. 38
5.1
Spesifikasi Tangki Propilen (ST-101)..................................................... 39
5.2
Spesifikasi Tangki Akrolein (ST-401) .................................................... 40
5.3
Spesifikasi Pompa (PP – 101) ................................................................. 40
5.4
Spesifikasi Pompa (PP – 102) ................................................................. 41
5.5
Spesifikasi Expander Turbin (ET – 101) ................................................ 41
5.6
Spesifikasi Kompresor (CP – 101).......................................................... 41
5.7
Spesifikasi Vaporizer (V – 101).............................................................. 42
5.8
Spesifikasi Heater (HE-101) ................................................................... 43
5.9
Spesifikasi Heater (HE-102) ................................................................... 43
5.10 Spesifikasi Expansion Valve (EV-101) ................................................... 44
5.11 Spesifikasi Reaktor (RE-201) ................................................................. 44
5.12 Spesifikasi Absorber (AB-101) ............................................................... 45
5.13 Spesifikasi Distilasi (DC-301) ................................................................ 45
5.14 Spesifikasi Condensor (CD-301) ............................................................ 46
5.15 Spesifikasi Reboiler (RB-301) ................................................................ 46
vi
5.16 Spesifikasi Accumulator (AC-301) ......................................................... 47
5.17 Spesifikasi Cooler (CO-401)................................................................... 47
6.1
Kebutuhan air untuk general uses ........................................................... 50
6.2
Kebutuhan air untuk pembangkit steam .................................................. 52
6.3
Kebutuhan air proses ............................................................................... 52
6.4
Kebutuhan air pendingin ......................................................................... 53
6.5
Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian .................... 71
6.6
Pengendalian Variabel Utama Proses ..................................................... 72
8.1
Jadwal Kerja Masing-Masing Regu ........................................................ 97
8.2
Perincian Tingkat Pendidikan ................................................................. 98
8.3
Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat ................................................ 99
8.4
Jumlah Karyawan .................................................................................... 99
9.1
Fixed capital investment ......................................................................... 106
9.2
Manufacturing cost ................................................................................. 107
9.3
General Expense ..................................................................................... 108
9.4
Hasil Uji Kelayakan Ekonomi ................................................................ 111
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Hal
1.1 Grafik Import Akrolein Indonesia tiap tahun ........................................... 4
1.2 Grafik Produksi Pabrik Akrolein ............................................................. 7
6.1 Diagram Alir Pengolahan Air ..................................................................57
7.1 Peta Provinsi Banten ................................................................................74
7.2 Tata Letak Pabrik Akrolein ......................................................................80
7.3 Tata Letak Alat Proses .............................................................................82
8.1 Struktur Organisasi Perusahaan .............................................................. 87
9.1 Grafik Analisis Ekonomi .......................................................................110
9.2 Kurva Cumulative Cash Flow metode DCF ..........................................111
iv
X. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis ekonomi yang telah dilakukan terhadap
Prarancangan Pabrik Akrolein dengan kapasitas 60.000 ton per tahun
dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Percent Return on Investment (ROI) sesudah pajak sebesar 55,28%.
2. Pay Out Time (POT) sesudah pajak 1,33 tahun.
3. Break Even Point (BEP) sebesar 44,05% dan Shut Down Point (SDP)
sebesar 35,45%, yakni batasan kapasitas produksi sehingga pabrik harus
berhenti berproduksi karena merugi.
4. Discounted Cash Flow Rate of Return (DCF) sebesar 63,38 %, lebih besar
dari suku bunga bank saat ini, sehingga investor akan lebih memilih untuk
menanamkan modalnya ke pabrik ini dari pada ke bank.
B. Saran
Berdasarkan pertimbangan hasil analisis ekonomi di atas, maka dapat diambil
kesimpulan bahwa pabrik Akrolein dengan kapasitas 60.000 ton per tahun
layak untuk dikaji lebih lanjut dari segi proses maupun ekonominya.
DAFTAR PUSTAKA
BPS Provinsi Lampung. 2007-2012. Data Impor. Biro Pusat Satistik. Provinsi
Lampung, Bandar Lampung.
Brown.G.George., 1950, Unit Operation 6ed, Wiley&Sons, USA.
Brownell.L.E. and Young.E.H., 1959, Process Equipment Design 3ed, John Wiley
& Sons, New York.
Coulson.J.M. and Ricardson.J.F., 1983, Chemical Engineering vol 6, Pergamon
Press Inc, New York.
Fansuri. Hamzah, 2005, Catalytic Partial Oxidation of Propylene to Acrolein,
Curtin University of Technology.
Fogler.A.H.Scott, 1999, Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice
Hall International Inc, New Jersey.
Geankoplis.Christie.J., 1993, Transport Processes and unit Operation 3th
Allyn & Bacon Inc, New Jersey.
ed
,
Himmeblau.David., 1996, Basic Principles and Calculation in Chemical
Engineering, Prentice Hall Inc, New Jersey.
Kern.D.Q., 1983, Process Heat Transfer, McGraw-Hill Book Company, New
York.
Kirk, R.E and Othmer, D.F., 2006, “Encyclopedia of Chemical Technologi”, 4nd
ed., vol. 17., John Wiley and Sons Inc., New York.
Levenspiel.O., 1972, Chemical Reaction Engineering 2nd edition, John Wiley and
Sons Inc, New York.
McCabe.W.L. and Smith.J.C., 1985, Operasi Teknik Kimia, Erlangga, Jakarta.
Othmer, Kirk. Encyclopedia of Chemical Technology. J Wiley & Sons. NewYork.
Perry, Robert H., Don W. Green & James O. Maloney. 1999. “Perry’s Chemical
th
Engineers’ Handbook”. 7 Edition. McGraw Hill Book Company : New
York, USA.
Peter.M.S. and Timmerhause.K.D., 1991, Plant Design an Economic for
Chemical Engineering 3ed, McGraww-Hill Book Company, New York.
Powell, S.T., 1954, “Water Conditioning for Industry”, Mc Graw Hill Book
Company, New York.
Smith.J.M. and Van Ness.H.C., 1975, Introduction to Chemical Engineering
Thermodynamics 3ed, McGraww-Hill Inc, New York.
Treyball.R.E., 1983, Mass Transfer Operation 3ed, McGraw-Hill Book Company,
New York.
Ulmann, 2007. “Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry”. VCH
Verlagsgesell Scahft, Wanheim, Germany.
Ulrich.G.D., 1984, A Guide to Chemical Engineering Process Design and
Economics. John Wiley & Sons Inc, New York.
Wallas. S.M., 1988, Chemical Process Equipment, Butterworth Publishers,
Stoneham USA.
Yaws, C.L., 1999, Chemical Properties Handbook, Mc Graw Hill Book Co., New
York
www.icis.com, Accesed Januari 2014
http://www.bi.go.id/id/moneter/informasi-kurs/transaksi-bi/Default.aspx,
Accesed 22 Januari 2014
www.evonik.com, Accesed Maret 2014
www.dow.com, Accesed Maret 2014
www.adisseo.com, Accesed Maret 2014
www.arkema-americas.com, Accesed Maret 2014
www.unioncarbide.com, Accesed Maret 2014
www.sumitomocorp.co.jp, Accesed Maret 2014
www.capcx.com Accesed Maret 2014
www.tripolyta.com Accesed Maret 2014
www.banten.kadinprovinsi.or.id. Accesed September 2014
www.matches.com, Accesed November 2014
MANUFACTURE OF ACROLEIN
FROM OXYDATION OF PROPYLENE
CAPACITY 60,000 TONS/YEAR
(Design Heater -102 (HE-102))
By
M. RIDHO ULYA
Acrolein plant produced by reacting propylene and oxygen was plan to
be in industrial plant in the region of Cilegon in Banten Province. Plant was
established by considering the availability of raw materials, transportation
facilities, readily available labor and environmental conditions.
Plant's production capacity is planned 60,000 tons / year, with operating
time of 24 hours / day and 330 working days in a year. The raw materials used
are much propylene 6,699.0403 kg / hr and oxygen as 5,596.5000 kg / hr.
Provision of utility plant needs a treatment system and water supply, steam
supply systems, instrument air and oxygen supply systems, and power generation
systems. Labor needed as many as 155 people with a business entity form
Limited Liability Company (PT) which is headed by a Director who is assisted by
the Director of Production and Director of Finance with line and staff
organizational structure.
From the economic analysis is obtained:
Fixed Capital Investment
(FCI)
= Rp 196.571.625.298
Working Capital Investment
(WCI)
= Rp 34.689.110.346
Total Capital Investment
(TCI)
= Rp 231.260.735.645
Break Even Point
(BEP)
= 44,05 %
Shut Down Point
(SDP)
= 35,45 %
Pay Out Time before taxes
(POT)b
= 1,10 years
Pay Out Time after taxes
(POT)a
= 1,33 years
Return on Investment before taxes
(ROI)b
= 69,10 %
Return on Investment after taxes
(ROI)a
= 55,28 %
Discounted cash flow
(DCF)
= 63,38 %
Consider the summary above, it is proper establishment of acrolein plant
to studied further, because the plant is profitable and has good prospects.
ABSTRAK
PRARANCANGAN PABRIK AKROLEIN
DARI OKSIDASI PROPILEN
KAPASITAS 60.000 TON/TAHUN
(Perancangan Heater -102 (HE-102))
Oleh
M. RIDHO ULYA
Pabrik Akrolein berbahan baku propilen dan oksigen, akan didirikan di
Cilegon, Provinsi Banten. Pabrik ini berdiri dengan mempertimbangkan
ketersediaan bahan baku, sarana transportasi yang memadai, tenaga kerja yang
mudah didapatkan dan kondisi lingkungan.
Pabrik direncanakan memproduksi Akrolein sebanyak 60.000 ton/tahun,
dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang digunakan
adalah propilen sebanyak 6.699,0403 kg/jam dan oksigen sebanyak 5.596,5000
kg/jam.
Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik Akrolein berupa : pengadaan air,
pengadaan steam, pengadaan listrik, kebutuhan bahan bakar, dan pengadaan
oksigen dan udara instrumen.
Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur
organisasi line dan staff dengan jumlah karyawan sebanyak 155 orang.
Dari analisis ekonomi diperoleh:
Fixed Capital Investment
(FCI)
= Rp 196.571.625.298
Working Capital Investment
(WCI)
= Rp 34.689.110.346
Total Capital Investment
(TCI)
= Rp 231.260.735.645
Break Even Point
(BEP)
= 44,05 %
Shut Down Point
(SDP)
= 35,45 %
Pay Out Time before taxes
(POT)b
= 1,10 years
Pay Out Time after taxes
(POT)a
= 1,33 years
Return on Investment before taxes
(ROI)b
= 69,10 %
Return on Investment after taxes
(ROI)a
= 55,28 %
Discounted cash flow
(DCF)
= 63,38 %
Mempertimbangkan paparan di atas, sudah selayaknya pendirian pabrik
Akrolein ini dikaji lebih lanjut, karena merupakan pabrik yang menguntungkan
dan mempunyai masa depan yang baik.
ABSTRACT
MANUFACTURE OF ACROLEIN
FROM OXYDATION OF PROPYLENE
CAPACITY 60,000 TONS/YEAR
(Design Heater -102 (HE-102))
By
M. RIDHO ULYA
Acrolein plant produced by reacting propylene and oxygen was plan to
be in industrial plant in the region of Cilegon in Banten Province. Plant was
established by considering the availability of raw materials, transportation
facilities, readily available labor and environmental conditions.
Plant's production capacity is planned 60,000 tons / year, with operating
time of 24 hours / day and 330 working days in a year. The raw materials used
are much propylene 6,699.0403 kg / hr and oxygen as 5,596.5000 kg / hr.
Provision of utility plant needs a treatment system and water supply, steam
supply systems, instrument air and oxygen supply systems, and power generation
systems. Labor needed as many as 155 people with a business entity form
Limited Liability Company (PT) which is headed by a Director who is assisted by
the Director of Production and Director of Finance with line and staff
organizational structure.
From the economic analysis is obtained:
Fixed Capital Investment
(FCI)
= Rp 196.571.625.298
Working Capital Investment
(WCI)
= Rp 34.689.110.346
Total Capital Investment
(TCI)
= Rp 231.260.735.645
Break Even Point
(BEP)
= 44,05 %
Shut Down Point
(SDP)
= 35,45 %
Pay Out Time before taxes
(POT)b
= 1,10 years
Pay Out Time after taxes
(POT)a
= 1,33 years
Return on Investment before taxes
(ROI)b
= 69,10 %
Return on Investment after taxes
(ROI)a
= 55,28 %
Discounted cash flow
(DCF)
= 63,38 %
Consider the summary above, it is proper establishment of acrolein plant
to studied further, because the plant is profitable and has good prospects.
PRARANCANGAN PABRIK AKROLEIN
DARI OKSIDASI PROPILEN
KAPASITAS 60.000 TON/TAHUN
(Tugas Khusus Heater (HE-102))
Oleh
M. RIDHO ULYA
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2014
Scanned by CamScanner
Scanned by CamScanner
Scanned by CamScanner
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kuala Tungkal, Provinsi Jambi, pada tanggal 7
Maret 1991. Sebagai anak kedua dari dua bersaudara, dari bapak
Drs. H. Yarizal Yasra dan Ibu Hj. Yuliar S.Pd.
Penulis menyelesaikan Sekolah Taman Kanak-Kanak di TK Aisyah,
Kuala Tungkal, Provinsi Jambi pada tahun (1996), Sekolah Dasar
Negeri di SD Negeri 147 kota Jambi pada tahun 2003, Sekolah
Menengah Pertama di SMP Negeri 8 kota Jambi pada tahun 2006, Sekolah Menengah Atas di
SMA Negeri 5 kota Jambi pada tahun 2009.
Tahun 2009, Penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Unila melalui jalur
SNMPTN. Pada tanggal 14 Januari – 14 Februari tahun 2013, Penulis melakukan Kerja
Praktek di PT. PetroChina International Jabung Ltd (Provinsi Jambi) dan pada tahun 2013
melakukan penelitian dengan judul “Metanolisis Minyak Kelapa (cocos nucifera, l.) pada
Pembuatan Biodiesel secara Kontinyu dengan Menggunakan
Continuous Microwave Biodiesel Reactor (CMBR)”.
MOTO
‘’Menjadikan Setiap Langkah
Bernilai Ibadah”
SANWACANA
Puji dan Syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa, karena atas
rahmat dan izin-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.
Skripsi dengan judul “Prarancangan Pabrik Akrolein dari Oksidasi Propilen dengan Kapasitas
60.000 Ton/Tahun” adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik Kimia di
Universitas Lampung.
Dalam kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Ir, Azhar, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia;
2. Bapak Taharuddin, S.T., M.Sc., selaku Pembimbing Pertama, yang telah memberikan
bimbingan, saran, dan kritik dalam proses penyelesaian Tugas Akhir ini;
3. Ibu Sri Ismiyati Damayanti, S.T., M.Eng., selaku Pembimbing Kedua yang telah banyak
membantu, mengarahkan dan membimbing sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan;
4. Bapak Muhammad Hanif S.T.,M.T., selaku Penguji Pertama pada ujian Tugas Akhir yang
telah memberikan masukan dan saran-saran dalam perbaikan skripsi ini;
5. Bapak Donny Lesmana S.T.,M.Sc., selaku Penguji Kedua pada ujian Tugas Akhir yang
telah memberikan masukan dan saran-saran dalam perbaikan skripsi ini;
6. Orang tua dan keluarga yang telah mendukung dalam materil maupun spiritual;
7. Sahabat seperjuangan selama penyusunan, Kak Armando Nadji yang telah bekerjasama
dan memberikan semangat dalam penyelesaian skripsi ini;
8. Teman-temanku, senior, dan junior, Vian, Ngudi, Mu’arif, Ardi, Ahdan, Andi, Donny,
Tauhid, Rohman, Ka’ Indra, dan teman-teman yang tak dapat disebutkan namanya satu
per satu, terima kasih atas kebersamaan dan dukungannya;
9. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.
Akhir kata, Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, akan
tetapi sedikit harapan semoga skripsi yang sederhana ini dapat berguna dan bermanfaat bagi
kita semua. Amin.
Bandar Lampung, Desember 2014
Penulis,
M. Ridho Ulya
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI...................................................................................................
ii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
iv
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
v
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ......................................................................................
B. Kapasitas Perancangan ..........................................................................
C. Lokasi Pabrik .........................................................................................
1
2
8
II. DESKRIPSI PROSES
A. Proses Pembuatan Akrolein...................................................................
1. Proses Degussa ................................................................................
2. Proses Oksidasi Propilen .................................................................
B. Pemilihan Proses...................................................................................
C. Uraian Proses .........................................................................................
11
11
12
13
24
III. SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK
A. Spesifikasi Bahan Baku .........................................................................
B. Bahan Pendukung ..................................................................................
C. Spesifikasi Produk .................................................................................
D. Produk Samping ....................................................................................
26
27
27
28
IV. NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
A. Neraca Massa .........................................................................................
B. Neraca Energi ........................................................................................
29
33
V. SPESIFIKASI PERALATAN
A. Peralatan Proses .....................................................................................
38
VI. UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH
A. Unit Pendukung Proses (Utilitas) ..........................................................
1. Unit Penyedia dan Pengolahan air ....................................................
2. Unit Pembangkit dan Pendistribusian Listrik ...................................
3. Unit Penyedia Oksigen dan Udara Instrumen ..................................
4. Unit Penyedia Steam ........................................................................
ii
48
48
62
63
63
B. Pengolahan Limbah ...............................................................................
C. Laboratorium .........................................................................................
D. Instrumentasi dan Pengendalian Proses ................................................
64
65
69
VII. LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK
A. Lokasi Pabrik ........................................................................................
B. Tata Letak Pabrik ..................................................................................
C. Tata Letak Alat Proses ..........................................................................
72
76
80
VIII. SISTEM MANAJEMEN DAN ORGANISASI PERUSAHAAN
A.
B.
C.
D.
E.
F.
G.
Bentuk Perusahaan ...............................................................................
Struktur Organisasi Perusahaan ...........................................................
Tugas dan Wewenang ..........................................................................
Status Karyawan dan Sistem Penggajian .............................................
Pembagian Jam Kerja Karyawan .........................................................
Penggolongan Jabatan dan Jumlah Karyawan .....................................
Kesejahteraan Karyawan ......................................................................
82
85
87
95
95
98
102
XI. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI
A.
B.
C.
D.
Investasi .............................................................................................
Evaluasi Ekonomi .................................................................................
Angsuran Pinjaman ..............................................................................
Discounted cash flow ............................................................................
105
108
110
110
X. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan .............................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
iii
112
DAFTAR TABEL
Tabel
Hal
1.1
Data Import Akrolein di Indonesia ......................................................... 3
1.2
Pabrik Asam Akrilat ................................................................................ 5
1.3
Data Produksi Pabrik Akrolein ............................................................... 6
2.1
Harga Bahan Baku dan Produk Proses Degussa ..................................... 15
2.2
Harga Bahan Baku dan Produk Proses Oksidasi Propilen ...................... 17
2.3
Data Energi Pembentukan pada Suhu 25 OC .......................................... 18
2.4
Data Energi Bebas Gibbs pada Suhu 25 OC ............................................ 19
2.5
Data Cp (kJ/kmol.K) Proses Degussa ..................................................... 20
2.6
Data Cp (kJ/kmol.K) Proses Oksidasi Propilen ...................................... 22
2.7
Perbandingan Proses Pembuatan Akrolein ............................................. 23
4.1
Neraca Massa Total Reaktor (RE-201) ................................................... 30
4.2
Neraca Massa Total Absorber (AB-101) ................................................ 31
4.3
Neraca Massa Purging ............................................................................ 31
4.4
Neraca Massa Menara Distilasi (DC-301) .............................................. 32
4.5
Neraca Massa Kondensor (CD-301) ....................................................... 32
4.6
Neraca Massa Reboiler (RE-301) ........................................................... 33
4.7
Neraca Energi Expander Turbin (ET-101) .............................................. 34
4.8
Neraca Energi Vaporizer (V-101) ........................................................... 34
4.9
Neraca Energi Mixing Point (MP-101) ................................................... 34
4.10 Neraca energi Absorber (AB-101) .......................................................... 35
4.11 Neraca Energi Kompressor (CP-101) ..................................................... 35
4.12 Neraca Energi Mixing Point (MP-102) ................................................... 36
4.13 Neraca Energi Heater (HE-101) ............................................................. 36
4.14 Neraca Energi Reaktor (RE-201) ............................................................ 37
4.15 Neraca Energi Expansion Valve (EV-101) ............................................. 37
4.16 Neraca Energi Heater (HE-102) ............................................................. 37
4.17 Neraca Energi Menara Distilasi (DC-301).............................................. 38
4.18 Neraca Energi Cooler (CO-301) ............................................................. 38
5.1
Spesifikasi Tangki Propilen (ST-101)..................................................... 39
5.2
Spesifikasi Tangki Akrolein (ST-401) .................................................... 40
5.3
Spesifikasi Pompa (PP – 101) ................................................................. 40
5.4
Spesifikasi Pompa (PP – 102) ................................................................. 41
5.5
Spesifikasi Expander Turbin (ET – 101) ................................................ 41
5.6
Spesifikasi Kompresor (CP – 101).......................................................... 41
5.7
Spesifikasi Vaporizer (V – 101).............................................................. 42
5.8
Spesifikasi Heater (HE-101) ................................................................... 43
5.9
Spesifikasi Heater (HE-102) ................................................................... 43
5.10 Spesifikasi Expansion Valve (EV-101) ................................................... 44
5.11 Spesifikasi Reaktor (RE-201) ................................................................. 44
5.12 Spesifikasi Absorber (AB-101) ............................................................... 45
5.13 Spesifikasi Distilasi (DC-301) ................................................................ 45
5.14 Spesifikasi Condensor (CD-301) ............................................................ 46
5.15 Spesifikasi Reboiler (RB-301) ................................................................ 46
vi
5.16 Spesifikasi Accumulator (AC-301) ......................................................... 47
5.17 Spesifikasi Cooler (CO-401)................................................................... 47
6.1
Kebutuhan air untuk general uses ........................................................... 50
6.2
Kebutuhan air untuk pembangkit steam .................................................. 52
6.3
Kebutuhan air proses ............................................................................... 52
6.4
Kebutuhan air pendingin ......................................................................... 53
6.5
Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian .................... 71
6.6
Pengendalian Variabel Utama Proses ..................................................... 72
8.1
Jadwal Kerja Masing-Masing Regu ........................................................ 97
8.2
Perincian Tingkat Pendidikan ................................................................. 98
8.3
Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat ................................................ 99
8.4
Jumlah Karyawan .................................................................................... 99
9.1
Fixed capital investment ......................................................................... 106
9.2
Manufacturing cost ................................................................................. 107
9.3
General Expense ..................................................................................... 108
9.4
Hasil Uji Kelayakan Ekonomi ................................................................ 111
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Hal
1.1 Grafik Import Akrolein Indonesia tiap tahun ........................................... 4
1.2 Grafik Produksi Pabrik Akrolein ............................................................. 7
6.1 Diagram Alir Pengolahan Air ..................................................................57
7.1 Peta Provinsi Banten ................................................................................74
7.2 Tata Letak Pabrik Akrolein ......................................................................80
7.3 Tata Letak Alat Proses .............................................................................82
8.1 Struktur Organisasi Perusahaan .............................................................. 87
9.1 Grafik Analisis Ekonomi .......................................................................110
9.2 Kurva Cumulative Cash Flow metode DCF ..........................................111
iv
X. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis ekonomi yang telah dilakukan terhadap
Prarancangan Pabrik Akrolein dengan kapasitas 60.000 ton per tahun
dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Percent Return on Investment (ROI) sesudah pajak sebesar 55,28%.
2. Pay Out Time (POT) sesudah pajak 1,33 tahun.
3. Break Even Point (BEP) sebesar 44,05% dan Shut Down Point (SDP)
sebesar 35,45%, yakni batasan kapasitas produksi sehingga pabrik harus
berhenti berproduksi karena merugi.
4. Discounted Cash Flow Rate of Return (DCF) sebesar 63,38 %, lebih besar
dari suku bunga bank saat ini, sehingga investor akan lebih memilih untuk
menanamkan modalnya ke pabrik ini dari pada ke bank.
B. Saran
Berdasarkan pertimbangan hasil analisis ekonomi di atas, maka dapat diambil
kesimpulan bahwa pabrik Akrolein dengan kapasitas 60.000 ton per tahun
layak untuk dikaji lebih lanjut dari segi proses maupun ekonominya.
DAFTAR PUSTAKA
BPS Provinsi Lampung. 2007-2012. Data Impor. Biro Pusat Satistik. Provinsi
Lampung, Bandar Lampung.
Brown.G.George., 1950, Unit Operation 6ed, Wiley&Sons, USA.
Brownell.L.E. and Young.E.H., 1959, Process Equipment Design 3ed, John Wiley
& Sons, New York.
Coulson.J.M. and Ricardson.J.F., 1983, Chemical Engineering vol 6, Pergamon
Press Inc, New York.
Fansuri. Hamzah, 2005, Catalytic Partial Oxidation of Propylene to Acrolein,
Curtin University of Technology.
Fogler.A.H.Scott, 1999, Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice
Hall International Inc, New Jersey.
Geankoplis.Christie.J., 1993, Transport Processes and unit Operation 3th
Allyn & Bacon Inc, New Jersey.
ed
,
Himmeblau.David., 1996, Basic Principles and Calculation in Chemical
Engineering, Prentice Hall Inc, New Jersey.
Kern.D.Q., 1983, Process Heat Transfer, McGraw-Hill Book Company, New
York.
Kirk, R.E and Othmer, D.F., 2006, “Encyclopedia of Chemical Technologi”, 4nd
ed., vol. 17., John Wiley and Sons Inc., New York.
Levenspiel.O., 1972, Chemical Reaction Engineering 2nd edition, John Wiley and
Sons Inc, New York.
McCabe.W.L. and Smith.J.C., 1985, Operasi Teknik Kimia, Erlangga, Jakarta.
Othmer, Kirk. Encyclopedia of Chemical Technology. J Wiley & Sons. NewYork.
Perry, Robert H., Don W. Green & James O. Maloney. 1999. “Perry’s Chemical
th
Engineers’ Handbook”. 7 Edition. McGraw Hill Book Company : New
York, USA.
Peter.M.S. and Timmerhause.K.D., 1991, Plant Design an Economic for
Chemical Engineering 3ed, McGraww-Hill Book Company, New York.
Powell, S.T., 1954, “Water Conditioning for Industry”, Mc Graw Hill Book
Company, New York.
Smith.J.M. and Van Ness.H.C., 1975, Introduction to Chemical Engineering
Thermodynamics 3ed, McGraww-Hill Inc, New York.
Treyball.R.E., 1983, Mass Transfer Operation 3ed, McGraw-Hill Book Company,
New York.
Ulmann, 2007. “Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry”. VCH
Verlagsgesell Scahft, Wanheim, Germany.
Ulrich.G.D., 1984, A Guide to Chemical Engineering Process Design and
Economics. John Wiley & Sons Inc, New York.
Wallas. S.M., 1988, Chemical Process Equipment, Butterworth Publishers,
Stoneham USA.
Yaws, C.L., 1999, Chemical Properties Handbook, Mc Graw Hill Book Co., New
York
www.icis.com, Accesed Januari 2014
http://www.bi.go.id/id/moneter/informasi-kurs/transaksi-bi/Default.aspx,
Accesed 22 Januari 2014
www.evonik.com, Accesed Maret 2014
www.dow.com, Accesed Maret 2014
www.adisseo.com, Accesed Maret 2014
www.arkema-americas.com, Accesed Maret 2014
www.unioncarbide.com, Accesed Maret 2014
www.sumitomocorp.co.jp, Accesed Maret 2014
www.capcx.com Accesed Maret 2014
www.tripolyta.com Accesed Maret 2014
www.banten.kadinprovinsi.or.id. Accesed September 2014
www.matches.com, Accesed November 2014