LAPORAN PRARANCANGAN PABRIK Prarancangan Pabrik Etil Klorida Dengan Proses Hidroklorinasi Etanol Kapasitas 50.000 Ton Per Tahun.

LAPORAN PRARANCANGAN PABRIK

PRARANCANGAN PABRIK
ETIL KLORIDA DENGAN PROSES HIDROKLORINASI ETANOL
KAPASITAS 50.000 TON PER TAHUN

Oleh:
IRFANI DAWAMIA KARDA
D500120044

Dosen Pembimbing:
1. Ir. Nur Hidayati, M.T.,Ph.D
2. M. Mujiburohman, S.T., M.T., Ph.D

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2017

ii

iii


INTISARI
Pada era kemajuan teknologi dalam berbagai bidang pembangunan yang
berjalan pesat, maka diperlukan beberapa macam sarana dan prasarana untuk era
persaingan bebas. Salah satu prospek pembanguna masa depan adalah
pembangunan pabrik yang mempunyai daya saing dengan produk-produk luar
negeri. Salah satunya dengan mendirikan pabrik etil klorida dengan proses
hidroklorinasi etanol kapasitas 50.000 ton per tahun direncanakan beroperasi
selama 330 hari per tahun.
Proses pembuatan etil klorida dilakukan dalam reaktor fixed bed multi tube.
Pada proses ini reaksi berlangsung pada faase gas-gas, irreversible, eksotermis,
non adiabatis, isotermal pada suhu sekitar 325ᵒC dan tekanan 6 atm. Kebutuhan
etanol untuk pabrik ini sebanyak 4.523,71 kg/jam dan kebutuhan asam klorida
sebanyak 3.566,80 kg/jam. Produk berupa etil klorida sebanyak 6.313 kg/jam.
Utilitas pendukung proses meliputi penyediaan air sebesar 353.996,50 kg//jam
yang diperoleh dari air sungai, penyediaan saturated steam sebesar
181.326,16 kg/ jam yang diperoleh dari boiler dengan bahan bakar fuel oil
sebesar 10,21 m3/jam. Kebutuhan udara tekan 150 m3/jam. Kebutuhan listrik
diperoleh dari PLN dan sebuah generator set sebesar 425 kW sebagai cadangan,
bahan bakar sebanyak 1,34 m3/jam. Pabrik ini didirikan di kawasan industri

Surakarta, Jawa Tengah dengan luas tanah 65.000 m2 dan jumlah karyawan 300
orang.
Pabrik etil klorida ini mengunakan modal tetap atau Fixed Capital
Invesment (FCI) sebesar Rp 950.349.920.309,- dan modal kerja
Rp 330.903.238.434,-. Dari analisis ekonomi terhadap pabrik ini menunjukkan
keuntungan sebelum pajak Rp 324.396.521.120,- per tahun, setelah dipotong
pajak 50% keuntungan mencapai Rp 162.198.260.559,- per tahun. Percent Return
On Investment (ROI) sebelum pajak sebesar 34,13% dan sesudah pajak sebesar
17,07%. Pay Out Time (POT) sebelum pajak selama 2,27 tahun setelah pajak
selama 3,69 tahun. Break Even Point (BEP) sebesar 40,83% dan Shut Down Point
(SDP) sebesar 25.46%. Disccounted Cash Flow (DFC) terhitung sebesar 30,38%.
Dari data analisis kelayakan di atas disimpulkan bahwa pabrik ini menguntungkan
dan layak untuk didirikan.

iv

ABSTRACT

In the era of technological advances in various areas of development that
runs rapidly, then needed some sort of infrastructure for the era of free

competition. One of the pembanguna future prospects is the construction
of factories that have competitiveness with foreign products. One of these with
ethyl chloride plant with hidroklorinasi ethanol process capacity of 50,000 tons
per year is planned to operate for 330 days per year.
The making process of ethyl chloride is done in fixed bed reactors
multi tube. In this process the reaction takes place at faase, such gases, an
exothermic, non adiabatis, isothermal temperature of about 325 ᵒ C and a
pressure of 6 atm. ethanol Needs to plant as much as 4,523.71 kg/h and needs
hydrochloric acid as much as 3,566.80 kg/h. Products in the form of ethyl
chloride as much 6,313 kg/hour. Supporting utilities water supply include process
amounted to 353,996.50 kg//h obtained from river water, provision of saturated
steam of 181,326.16 kg/h of boiler with fuel fuel oil of 10.21 m3/hour.
Compressed air needs 150 m3/hour. Electricity is obtained from the PLN and a
generator set of 425 kW as a backup, fuel as much as 1.34 m3/hour. The factory
was established in an industrial area of Surakarta, Central Java, with a land area
of 65,000 m2 and employs 300 people.
Ethyl chloride factory is using fixed capital or Fixed Capital Investment
(FCI) amounting to Rp 950,349,920,309.0 and Rp working capital330,903,238,434.0-. Of economic analysis against the factory shows a profit
before tax of Rp 324,396,521,120.0 per year, after the tax cut 50% profit reached
Rp 162,198,260,559.0 per year. Percent Return On Investment (ROI) 34.13% of

pre-tax and after tax of 17.07%. Pay Out Time (POT) before tax for the year after
tax for 2.27 3.69 years. Break Even Point (BEP) of 40.83% and Shut Down Point
(SDP) of 25.46%. Disccounted Cash Flow (DFC) accounting of 30,38%. From
the data analysis of the feasibility of the above it was concluded that the
plant is profitable and viable to set up.

v

MOTTO
“Sesungguhnya Allah tidak akan merubah nasib suatu kaum sehingga mereka
merubah nasib mereka sendiri”
(QS : Ar-Ra’d: 11)

“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan ada kemudahan”
(QS. Al Insyirah : 5-6)

“Allah meninggikan orang-orang yang beriman diantara kamu dan
orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat”
(Q.S. Al-Mujadalah: 11)


“Bukanlah sabar jika masih ada batasnya, dan bukanlah ikhlas jika masih
merasakan sakit”

vi

KATA PENGANTAR
Bissmillahirrahmaanirrohim

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
segala rahmat hidayah dan petunjuknya-Nya sehingga penyusun dapat
menyelesaikan tugas akhir prarancangan pabrik kimia ini dengan baik. Tak lupa
sholawat serta salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad
SAW, keluarga, sahabat dan seluruh pengikutnya.
Tugas Prarancangan Pabrik Kimia merupakan tugas akhir yang harus
diselesaikan oleh setiap mahasiswa Program Studi Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta sebagai prasyarat untuk
menyelesaikan jenjang studi sarjana. Dengan tugas ini diharapkan kemampuan
penalaran dan penerapan teori-teori yang telah diperoleh selama kuliah dapat

berkembang dan dapat dipahami dengan baik.
Judul Tugas Akhir ini adalah Prarancangan Pabrik Etil Klorida dengan
Proses Hidroklorinasi Etanol Kapasitas 50.000 Ton Per Tahun. Adanya
prarancangan pabrik ini diharapkan dapat memperkaya alternatif industri masa
depan bagi Indonesia.
Penyelesaian penyusunan laporan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan
dan bimbingan serta dorongan dari berbagai pihak. Melalui laporan ini penyusun
ingin mengucapkan terima kasih yang tiada terhingga, terutama kepada :
1. Bapak Rois Fatoni, S.T., M.Sc., Ph.D. selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia
Universitas Muhammadiyah Surakarta
2. Ibu Ir. Nur Hidayati, M.T., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing I
3. Bapak M. Mujiburohman, S.T., M.T., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing II
4. Bapak dan Ibu Dosen Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta
atas segala bimbingan dan arahannya
5. Keluarga yang selalu mendoakan dan memberi semangat serta dukungan.
6. Untuk teman seperjuanganku Angga Fredo Nugroho terimakasih untuk
perhatian dan pengertiannya selama ini.

vii


7. Untuk sahabatku Dyah Sulistyani Safitri, Nur Sa’adah, Suci Amalia
Febriyanti, Andy Ismail, Syifda Riyandi Wahyu M.H, Bayu Setian, Siti Nur
Amanah, Danang Setyo dan Aditya Bukhorinudin terimakasih untuk suka
dan dukanya dan tetap semangat buat kalian dan terimakasih juga kepada
teman-teman teknik kimia UMS angkatan 2012 semoga kita tetap satu
keluarga sampai kapanpun.
8. Untuk semua pihak yang telah berjasa dalam penyusunan tugas akhir ini.
Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan laporan tugas akhir ini masih
banyak terdapat kekurangan dan kesalahan, untuk itu penulis mengharapkan
saran dan kritik membangun demi kesempurnaan laporan ini. Dan semoga
laporan ini bermanfaat bagi semua pihak. Akhir kata penulis mohon maaf
apabila ada salah kata, dan terima kasih.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta, Januari 2017

viii

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL......................................................................................


i

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................

ii

INTISARI.......................................................................................................

iv

MOTO ............................................................................................................

vi

KATA PENGANTAR ...................................................................................

vii

DAFTAR ISI ..................................................................................................


ix

DAFTAR TABEL ..........................................................................................

x

DAFTAR GAMBAR .....................................................................................

xii

BAB I. PENDAHULUAN .............................................................................

1

A. Latar Belakang .................................................................................

1

B. Kapasitas Perancangan.....................................................................


2

C. Pemilihan Lokasi Pabrik ..................................................................

4

D. Tinjauan Pustaka ..............................................................................

7

E. Sifat Fisika dan Kimia .....................................................................

9

F. Kegunaan Produk .............................................................................

13

BAB II. DESKRIPSI PROSES ......................................................................


14

A. Spesifikasi Bahan Baku, Bahan Pembantu dan Produk ...................

14

B. Konsep Proses ..................................................................................

15

C. Diagram Alir Proses .........................................................................

18

D. Neraca Massa dan Neraca Panas......................................................

24

E. Tata Letak Pabrik dan Peralatan ......................................................

33

BAB III. SPESIFIKASI ALAT PROSES ......................................................

41

BAB IV. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ..........

62

BAB V. MANAJEMEN PERUSAHAAN.....................................................

89

BAB VI. ANALISIS EKONOMI ..................................................................

104

KESIMPULAN ..............................................................................................

108

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................

114

LAMPIRAN

ix

DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Data Impor Etil Klorida .................................................................. 2
Tabel 1.2. Data Pabrik Etil Klorida yang Sudah Berdiri.................................. 3
Tabel 2.1. Arus Neraca Massa ......................................................................... 24
Tabel 2.2. Neraca Massa di Sekitar Separator 1 (H-101) ................................ 24
Tabel 2.3. Neraca Massa di Sekitar Separator 2 (H-102) ................................ 25
Tabel 2.4. Neraca Massa di Sekitar Reaktor (R) .............................................. 25
Tabel 2.5. Neraca Massa di Sekitar Menara Distilasi 1 (D-101) ..................... 26
Tabel 2.6. Neraca Massa di Sekitar Menara Distilasi 2 (D-102) ..................... 26
Tabel 2.7. Neraca Massa Total ......................................................................... 27
Tabel 2.8. Neraca Panas di Sekitar Vaporizer 1 (V-101)................................. 27
Tabel 2.9. Neraca Panas di Sekitar Vaporizer 2 (V-102)................................. 28
Tabel 2.10. Neraca Panas di Sekitar Kompresor 1 (G-101) ............................. 28
Tabel 2.11. Neraca Panas di Sekitar Kompresor 2 (G-102) ............................. 29
Tabel 2.12. Neraca Panas di Sekitar Expander (G-103) .................................. 29
Tabel 2.13. Neraca Panas di Sekitar Heater 1 (E-101) .................................... 30
Tabel 2.14. Neraca Panas di Sekitar Cooler 1 (H-102).................................... 30
Tabel 2.15. Neraca Panas di Sekitar Cooler 2 (H-103).................................... 31
Tabel 2.16. Neraca Panas di Sekitar Heater 2 (E-104) ................................... 31
Tabel 2.17. Neraca Panas di Sekitar Reaktor (R)............................................. 32
Tabel 2.18. Neraca Panas di Sekitar Menara Distilasi 1 (D-101) .................... 32
Tabel 2.19. Neraca Panas di Sekitar Menara Distilasi 2 (D-102) .................... 33
Tabel 2.20. Luas Bangunan Pabrik .................................................................. 36
Tabel 4.1. Kebutuhan Air Pendingin................................................................ 77
Tabel 4.2. Kebutuhan Steam ............................................................................ 78
Tabel 4.3. Kebutuhan Sanitasi ......................................................................... 78
Tabel 4.4. Konsumsi Listrik untuk Proses ....................................................... 80
Tabel 4.5. Konsumsi Listrik untuk Utilitas ...................................................... 81
Tabel 5.1. Jadwal Hari dan Jam Kerja Karyawan Shift.................................... 98
Tabel 5.2. Jumlah Karyawan dan Gaji ............................................................. 100

x

Tabel 6.1. Indek Harga Tahun 2013-2020 ....................................................... 108
Tabel 6.2. Fixed Capital Invesment ................................................................. 109
Tabel 6.3. Working Capital .............................................................................. 110
Tabel 6.4. Manufacturing Cost ........................................................................ 110
Tabel 6.5. General Expenses ............................................................................ 111

xi

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Diagram Alir Kualitatif ............................................................... 22
Gambar 2.2. Diagram Alir Kuantitatif ............................................................. 23
Gambar 2.3. Diagram Alir Massa .................................................................... 24
Gambar 2.4. Tata Letak Pabrik ........................................................................ 39
Gambar 2.5. Tata Letak Peralatan .................................................................... 40
Gambar 4.1. Unit Pengolahan Air .................................................................... 88
Gambar 5.1. Struktur Organisasi Perusahaan .................................................. 92
Gambar 5.2. Jumlah Karyawan dan Gaji ......................................................... 100
Gambar 6.1. Grafik Hubungan Antara Tahun dengan Indeks PEC ................. 108
Gambar 6.2. Grafik Perhitungan Analisis Ekonomi ........................................ 113

xii