Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Karbon Disulfida dari Arang Kayu dan Belerang dengan kapasitas 15.000 ton/tahun

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN KARBON DISULFIDA DARI ARANG KAYU DAN BELERANG
KAPASITAS 15.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Sidang Sarjana Teknik Kimia
Ekstension OLEH :
JUMRI PRICO PANGIHUTAN NIM : 080425025
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA EKSTENSION
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2010
Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kemampuan dan kesabaran kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Karbon Disulfida dari Arang Kayu dan Belerang dengan kapasitas 15.000 ton/tahun.
Tugas Akhir ini ditulis untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian Sarjana di Departemen Teknik Kimia, Program Studi Teknik Kimia Ektension, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Penulis berterima kasih kepada kedua Orang Tua Penulis atas doa, bimbingan dan materi yang diberikan hingga saat ini, juga kepada Kakak dan Adik Penulis atas dukungan yang tidak pernah henti kepada Penulis.
Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis banyak menerima bantuan, bimbingan dan fasilitas dari berbagai pihak yaitu:
1. Bapak Dr.Ir.Irvan, M.Si, selaku Koordinator Tugas Akhir dan juga Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, arahan dan masukan kepada penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
2. Ibu Zuhrina Masyitah, ST. M.Sc juga Dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
3. Ibu Ir.Renita Manurung, MT, selaku Ketua Departemen Teknik Kimia 4. Staf Pengajar Departemen Teknik Kimia atas ilmu yang diberikan kepada
penulis sehingga penulis dapat mengerjakan Tugas Akhir ini. 5. Para Pegawai Departemen Teknik Kimia atas bantuan dan kemudahan
administratif yang diberikan. 6. Rekan penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini Ismaulida Sari Lubis
dan Lisbet Artaty Sianipar. 7. Teman-teman penulis Rico, Royan (Kakaroto), Wahyu, Zulham (Giring),

Ardi, Mida, Sandra, bro Jen, bro Rudi, bro Marwan dan Evalianti yang selama ini memberikan semangat dan dukungannya kepada penulis.
Universitas Sumatera Utara

8. Teman–teman Teknik Kimia Extension Stambuk 2003 dan semua temanteman penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang juga telah memberikan semangat kepada penulis.
Penulis menyadari Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan pengalaman penulis, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun. Semoga Tugas Akhir ini bisa bermanfaat bagi para pembaca.
Penulis, (Jumri Prico Pangihutan)
Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Pabrik pembuatan karbon disulfida dari arang kayu dan belerang ini

direncanakan berkapasitas produksi 15.000 ton/tahun.

Lokasi pabrik direncanakan di Kuala Tanjung,Asahan Sumatera

Utara yang dekat dengan penghasil bahan baku di Sumatera Utara, dengan luas areal pabrik 10.000 m2.

Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini

berjumlah 160 orang karyawan dengan bentuk badan usaha adalah Perseroan

Terbatas (PT) dan struktur organisasi adalah sistem garis dan staff.

Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik ini adalah sebagai

berikut:

a. Total modal investasi

: Rp 255.266.000.000,-

b. Biaya Produksi (per tahun) : Rp 232.970.000.000,-

c. Hasil penjualan (per tahun) : Rp 344.999.994.520,-

d. Laba bersih

: Rp 78.404.069.149,-

e. Profit Margin (PM)

: 32,47 %

f. Break Even Point (BEP) : 51,79 %

g. Return on Investment (ROI) : 43,88 %

h. Pay Out Time (POT)

: 2,27 tahun

i. Internal Rate of Return (IRR) : 28,43 %

Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa

perancangan pabrik pembuatan karbon disulfida ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Kata Pengantar ............................................................................... i Intisari .............................................................................................. iii Daftar Isi ........................................................................................... iv Daftar Tabel ..................................................................................... vii Daftar Gambar ............................................................................... viii BAB I Pendahuluan ...................................................................... I-1
1.1 Latar Belakang ..................................................................... I-1 1.2 Perumusan Masalah............................................................... I-2 1.3 Tujuan Perancangan Pabrik ................................................... I-2 1.4 Manfaat Rancangan............................................................... I-2 BAB II Tinjauan Pustaka ............................................................... II-1 2.1 Arang Kayu (Charcoal)......................................................... II-1 2.2 Belerang Murni (Sulfur) ........................................................ II-4 2.3 Karbon Disulfida .............................................................. II-5 2.4 Spesifikasi Bahan baku dan produk ....................................... II-6 2.5 Deskripsi Proses Pembuatan karbon disulfida ....................... II-7 BAB III Neraca Massa ............................................................... III-1 BAB IV Neraca Panas ............................................................... IV-1 BAB V Spesifikasi Alat ............................................................... V-1 5.1 Gudang Bahan Baku (G-101) ................................................ V-1 5.2 Bucket Elevator (C – 101) .................................................... V-1 5.3 Rooler Mill (FR-101)............................................................. V-2 5.4 Vibrating Screen (SS-101)..................................................... V-2 5.5 Belt Conveyor (BC-101) ....................................................... V-3 5.6 Bucket Elevator (BE-102) ..................................................... V-3 5.7 Furnace Kalsinasi (F-101) .................................................... V-4 5.8 Bucket Elevator (BE-103) ..................................................... V-4 5.9 Furnace (F-102) .............................................................. V-5 5.10 Blower (BL-101) .............................................................. V-5 5.11 Cyclon (FG-101) .............................................................. V-5
Universitas Sumatera Utara

5.12 Blower (BL-102) .............................................................. V-6 5.13 Cooler (CO-101) .............................................................. V-6 5.14 Kondensor (CD-101) ............................................................. V-6 5.15 Pompa (P-101) ........................................................................ V-7 5.16 Cooler (CO-102) .................................................................... V-7 5.17 Pompa (P-102) .............................................................. V-8 5.18 Storage Tank (T-101) ............................................................. V-8 5.19 Gudang Bahan Baku (G-102 ) ............................................... V-9 5.20 Bucket Elevator (BE-104)....................................................... V-9 5.21 Roller Mill (FR-102).............................................................. V-10 5.22 Vibrating Screen (SS-102)....................................................... V-10 5.23 Belt Conveyor (BC-102) ....................................................... V-11 5.24 Bucket Elevator (BE-105)..................................................... V-11 BAB VI Instrumentasi Dan Keselamatan Kerja .............................. VI-1 6.1 Instrumentasi......................................................................... VI-1 6.2 Keselamatan Kerja ............................................................... VI-6 BAB VII Utilitas .......................................................................... VII-1 7.1 Kebutuhan Air ....................................................................... VII-1 7.2 Kebutuhan Bahan Kimia........................................................ VII-6 7.3 Kebutuhan Listrik ........................................................... VII-6 7.4 Kebutuhan Bahan Bakar ....................................................... VII-6 7.5 Unit Pengolahan Limbah ...................................................... VII-7 7.6 Spesifikasi Peralatan Utilitas ................................................ VII-13 BAB VIII Lokasi dan Tata Letak Pabrik ........................................ VIII-1 8.1 Landasan Teori...................................................................... VIII-1 8.2 Lokasi Pabrik ....................................................................... VIII-1 8.3 Tata Letak Pabrik ............................................................... VIII-3 8.4 Perincian Luas Tanah ........................................................... VIII-5 BAB IX Organisasi dan Manajemen Perusahaan ............................ IX-1 9.1 Organisasi Perusahaan........................................................... IX-1 9.2 Manajemen Perusahaan ......................................................... IX-3 9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha................................................. IX-5
Universitas Sumatera Utara

9.4 Uraian Tugas, Wewenang, dan Tanggung Jawab ..................

9.5 Sistem Kerja

...............................................................

9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ............................

9.7 Sistem Penggajian ...............................................................

9.8 Kesejahteraan Karyawan .......................................................

BAB X Analisa Ekonomi ...............................................................

10.1 Modal Investasi ...............................................................

10.2 Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC) .......................

10.3 Total Penjualan (Total Sales).................................................

10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ...................................................

10.5 Analisa Aspek Ekonomi ........................................................

BAB XI KESIMPULAN ...............................................................

DAFTAR PUSTAKA

...............................................................

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NARACA MASSA .....................

LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS.......................

LAMPIRAN C SPESIFIKASI ALAT...............................................

LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS ..............

LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI ...............

IX-6 IX-9 IX-11 IX-12 IX-13 X-1 X-1 X-4 X-5 X-5 X-5 XI-1 ix LA-1 LB-1 LC-1 LD-1 LE-1

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data produksi karbon disulfida ............................................ I-1 Tabel 3.1 Neraca Massa pada Vibrating Screen (SS-101)........................III-1 Tabel 3.2 Neraca Massa pada Belt Conveyor (BC-101) ........................ III-1 Tabel 3.3 Neraca Massa pada Bucket Elevator (BE-102)...................... III-2 Tabel 3.4 Neraca Massa pada Furnace Kalsinasi (F-101)...................... III-2 Tabel 3.5 Neraca Massa pada Bucket Elevator (BE-103)...................... III-3 Tabel 3.6 Neraca Massa pada Tungku Listrik (F-102) .......................... III-3 Tabel 3.7 Neraca Massa pada Cyclone (FG-101).................................. III-3 Tabel 3.8 Neraca Massa pada Cooler (CO-101) ................................... III-4 Tabel 3.9 Neraca Massa pada Condensor (CD-101) ............................. III-4 Tabel 3.10 Neraca Massa pada Cooler (CO-102) ................................. III-4 Tabel 4.1 Neraca Panas pada Furnace Kalsinasi (F-101)...................... IV-1 Tabel 4.2 Neraca Panas pada Tungku Listrik (F-102) ........................... IV-1 Tabel 4.3 Neraca Panas pada Cooler (CO-101) .................................... IV-2 Tabel 4.4 Neraca Panas pada Condensor (CD-101) .............................. IV-2 Tabel 4.5 Neraca Panas pada Cooler (CO-102) .................................... IV-2 Tabel 7.1 Kebutuhan Air Pendingin pada Alat ..................................... VII-1 Tabel 7.2 Pemakaian Air untuk Berbagai Kebutuhan ............................ VII-2 Tabel.7.3 Kualitas Air Sungai ............................................................. VII-3 Tabel 8.1 Perincian Luas Areal Pabrik ................................................. VIII-5 Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shiff................................................ IX-11 Tabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya................................... IX-11 Tabel 9.3 Gaji Karyawan ................................................................... IX-12
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Gambar 6.1 Tangki penyimpanan beserta instrumennya ..................... VI-4 Gambar 6.2 Tungku Listrik beserta instrumennya ............................... VI-4 Gambar 6.3 Pompa beserta instrumennya............................................ VI-5 Gambar 6.4 Cooler beserta instrumennya........................................... VI-5 Gambar 7.1 Unit Pengolahan Air Pra Rancangan Pabrik Pembuatan
Karbon Disulfida ...............................................................VII-20 Gambar 8.1 Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan
Karbon Disulfida................................................................ VIII-7 Gambar 9.1 Struktur Organisasi Pabrik Karbon Disulfida ................... IX-14

Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Pabrik pembuatan karbon disulfida dari arang kayu dan belerang ini

direncanakan berkapasitas produksi 15.000 ton/tahun.

Lokasi pabrik direncanakan di Kuala Tanjung,Asahan Sumatera

Utara yang dekat dengan penghasil bahan baku di Sumatera Utara, dengan luas areal pabrik 10.000 m2.

Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini

berjumlah 160 orang karyawan dengan bentuk badan usaha adalah Perseroan

Terbatas (PT) dan struktur organisasi adalah sistem garis dan staff.

Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik ini adalah sebagai

berikut:

a. Total modal investasi

: Rp 255.266.000.000,-

b. Biaya Produksi (per tahun) : Rp 232.970.000.000,-

c. Hasil penjualan (per tahun) : Rp 344.999.994.520,-

d. Laba bersih

: Rp 78.404.069.149,-

e. Profit Margin (PM)

: 32,47 %

f. Break Even Point (BEP) : 51,79 %

g. Return on Investment (ROI) : 43,88 %

h. Pay Out Time (POT)

: 2,27 tahun

i. Internal Rate of Return (IRR) : 28,43 %

Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa

perancangan pabrik pembuatan karbon disulfida ini layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia hingga saat ini masih memiliki hutan alami yang cukup luas.

Selama ini pemanfaatan hasil yang berupa kayu terutama dipakai untuk bahan

bakar, bahan untuk pembuatan alat-alat rumah tangga dan untuk bahan konstruksi.

Untuk dunia industri, konsumen utama kayu adalah industri kayu lapis dan pulp.

Selain kedua industri tersebut bahan dari kayu ini memilki potensi sebagai

industri yang berbasis kayu walaupun tidak secara langsung, yaitu Pabrik Karbon

Disulfida dari Belerang dan Arang Kayu (Charcoal). Karbon disulfida merupakan

bahan yang sangat diperlukan dalam jumlah yang besar yang berguna untuk

Industri Rayon, Karet, carbon tetra chlorida, Flotation Agent untuk karet dan

bahan Insektisida (Kirk and Othmer,1995). Data produksi karbon disulfida per

tahun diperlihatkan pada tabel 1.1.

Tabel 1.1 Data produksi karbon disulfida

Tahun

Berat ( Kg)

2004

10.314.072

2005

10.320.027

2006

11.911.910

2007

12.115.066

2008

12.497.435

*2009

13.196.922

*2010

13.896.409

*2011

14.595.896

*) Diprediksi

Sumber: (Badan Pusat Statistik, 2008)

Pendirian pabrik karbon disulfida dari arang kayu dan belerang ini direncanakan didirikan untuk memenuhi kebutuhan karbon disulfida nasional pada tahun 2011, yaitu 15.000 ton/tahun.

Universitas Sumatera Utara

Pendirian pabrik karbon disulfida dari arang kayu dan belerang sangat tepat dengan iklim kemitraan yang selama ini digiatkan oleh pemerintah, yaitu dengan jalan memakai arang kayu masyarakat sekitar, karena teknologi pengolahan kayu menjadi arang kayu relatif sederhana.
1.2 Perumusan Masalah Sehubungan dengan meningkatnya produksi karbon disulfida, maka
diperlukan suatu pembangunan pabrik karbon disulfida dari arang kayu (charcoal) dan belerang yang efisien, ekonomis dan ramah lingkungan. Tugas akhir ini memaparkan bagaimana Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Karbon Disulfida yang berdasarkan aspek ekonomi dan teknik.
1.3 Tujuan Perancangan Pabrik Tujuan rancangan pabrik pembuatan Karbon Disulfida dari arang kayu
(charcoal) dan belerang ini adalah untuk mengaplikasikan disiplin ilmu teknik kimia yang meliputi neraca massa, neraca energi, spesifikasi peralatan, operasi teknik kimia, utilitas, dan bagian ilmu teknik kimia lainnya serta untuk mengetahui aspek ekonomi dalam pembiayaan pabrik sehingga akan memberikan gambaran kelayakan pra-rancangan pabrik pembuatan Karbon Disulfida dari arang kayu (charcoal) dan belerang.
1.4 Manfaat Rancangan Manfaat dari pra-rancangan ini adalah : 1. Memberikan gambaran tentang kelayakan pra-rancangan pabrik pembuatan Karbon Disulfida dari arang kayu (charcoal) dan belerang. 2. Meningkatkan devisa negara dengan meningkatkan nilai jual dari Karbon Disulfida. 3. Menciptakan lapangan kerja sehingga mengurangi jumlah pengangguran yang pada akhirnya akan meningkatkan kesejahteraan rakyat.
Universitas Sumatera Utara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Arang Kayu (Charcoal) Arang adalah residu hitam berisi karbon tidak murni yang dihasilkan
dengan menghilangkan kandungan air dan komponen volatil dari hewan atau tumbuhan. Arang umumnya didapatkan dengan memanaskan kayu, gula, tulang dan benda lain. Arang yang hitam, ringan, mudah hancur, dan menyerupai batu bara ini terdiri dari 85% sampai 98% karbon, sisanya adalah abu atau benda kimia lainnya. Arang pada awalnya digunakan sebagai pengganti mesiu. Ia juga digunakan dalam metalurgi sebagai reducing agent, walaupun sekarang sudah ditinggalkan. Sebagian orang menggunakan arang sebagai media gambar. Tetapi sebagian besar produki charcoal digunakan sebagai bahan bakar. Hasil pembakarannya lebih bersih daripada kayu biasa.
Batu arang lazim dipakai untuk membakar makanan di luar ruangan dan pada saat berkemah. Di beberapa negara Afrika, arang digunakan oleh sebagian besar masyarakat sebagai alat memasak sehari-hari. Pemakaian arang untuk memasak makanan di dalam ruangan memiliki resiko berbahaya terhadap kesehatan, karena karbon monoksida yang dihasilkan. Sebelum Revolusi Industri, arang digunakan sebagai bahan bakar industri metalurgi.
Arang juga dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Arang atau kayu dibakar di dalam generator gas kayu untuk menggerakan mobil dan bus. Di Perancis pada saat Perang Dunia II, produksi kayu dan arang untuk kendaraan bermotor meningkat dari 50.000 ton sebelum perang menjadi 500.000 ton pada tahun 1943. Arang merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95% karbon, dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan pemanasan pada suhu tinggi. Ketika pemanasan berlangsung, diusahakan agar tidak terjadi kebocoran udara didalam ruangan pemanasan sehingga bahan yang mengandung karbon tersebut hanya terkarbonisasi dan tidak teroksidasi.
Arang selain digunakan sebagai bahan bakar, juga dapat digunakan sebagai adsorben (penyerap). Daya serap ditentukan oleh luas permukaan partikel dan kemampuan ini dapat menjadi lebih tinggi jika terhadap arang tersebut
Universitas Sumatera Utara

dilakukan aktifasi dengan aktif faktor bahan-bahan kimia ataupun dengan pemanasan pada temperatur tinggi. Dengan demikian, arang akan mengalami perubahan sifat-sifat fisika dan kimia. Arang yang demikian disebut sebagai arang aktif. Pada abad XV, diketahui bahwa arang aktif dapat dihasilkan melalui komposisi kayu dan dapat digunakan sebagai adsorben warna dari larutan. Aplikasi komersial, baru dikembangkan pada tahun 1974 yaitu pada industri gula sebagai pemucat, dan menjadi sangat terkenal karena kemampuannya menyerap uap gas beracun yang digunakan pada Perang Dunia I. Arang aktif merupakan senyawa karbon amorph, yang dapat dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang diperlakukan dengan cara khusus untuk mendapatkan permukaan yang lebih luas.
Luas permukaan arang berkisar antara 300-3500 m2/gram dan berhubungan dengan struktur pori internal yang menyebabkan arang mempunyai sifat sebagai adsorben. Arang dapat mengadsorpsi gas dan senyawa-senyawa kimia tertentu atau sifat adsorpsinya selektif, tergantung pada besar volume poripori dan luas permukaan. Daya serap arang sangat besar terhadap beratnya, yaitu 25-100%. Arang dibagi atas 2 tipe, yaitu arang sebagai pemucat dan sebagai penyerap uap. Arang sebagai pemucat, biasanya berbentuk powder yang sangat halus, diameter pori mencapai 1000A digunakan dalam fase cair, berfungsi untuk memindahkan zat-zat pengganggu yang menyebabkan warna dan bau yang tidak diharapkan, membebaskan pelarut dari zat-zat pengganggu dan kegunaan lain yaitu pada industri kimia dan industri baru. Diperoleh dari serbuk-serbuk gergaji, ampas pembuatan kertas atau dari bahan baku yang mempunyai densitas kecil dan mempunyai struktur yang lemah.
Arang sebagai penyerap uap, biasanya berbentuk granular atau pellet yang sangat keras, dengan diameter pori berkisar antara 10-200 A tipe pori lebih halus, digunakan dalam fase gas, berfungsi untuk memperoleh kembali pelarut, katalis, pemisahan dan pemurnian gas. Diperoleh dari tempurung kelapa, tulang, batu bata atau bahan baku yang mempunyai bahan baku yang mempunyai struktur keras (Wikipedia, 2008).
Arang kayu dibuat dengan mengarangkan kayu dalam tumpukkan yang ditutupi lempengan kering, atau di dalam oven yang tertutup atau juga labu
Universitas Sumatera Utara

destilasi. Mengandung 93% karbon, 2,5% hidrogen dan 3% abu dengan pemanasan diatas 1500 oC hidrogen menjadi 0,62%. Yield kira-kira 24% kayu, dalam oven 25% dengan 10% teer, 40% asam pyroligeous dan 25% gas.
Arang aktif digunakan sebagai absorben dibuat dari arang yang cocok, lumpur bahan pembakar atau batu bara dengan metode berbeda.
Dalam proses arang langsung atau batu arang temperatur rendah dari arang yang cocok dipanaskan dalam labu destilasi pada suhu 1000 oC. Seadanya diatur jumlah udara atau uap, yang memindahkan materi yang menghalangi pori-prori. Dalam proses pembatuan arang digumpalkan dengan terkayu dan sedikit soda kaustik dan biji yang diutamakan untuk pemanasan progresif, terakhir dalam penguapan pada suhu 800-1000 oC. Dalam proses kimia kayu atau lumpur bahan pembakar dicampur dengan garam seperti magnesium atau seng klorida (ZnCl2) atau dengan asam fosfor (HFO4) dan karbon setelah materi dapat larut dipindahkan dari arang dengan pencucian asam dilute.
Arang aktif mengadsorpsi gas lebih dari biasanya arang dan digunakan dalam alat pernafasan. Itu juga digunakan sama baiknya seperti arang hewan untuk decolorising sirup gula dan untuk memindahkan minyak fucel dari sawit. Gas karbon adalah bentuk keras yang murni hitam keabu-abuan dari karbon dan konduktor yang baik dari elektrik yang diendapkan oleh dekomposisi dari metan dalam kontak dengan bak merah panas atau labu destilasi dalam pembuatan gas batu bara (Partington,1961).
Universitas Sumatera Utara

2.2 Belerang (Sulfur)
Belerang atau sulfur adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang S dan nomor atom 16. Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa, tak berbau dan multivalent. Belerang, dalam bentuk aslinya, adalah sebuah zat padat kristalin kuning. Di alam, belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau sebagai mineral-mineral sulfide dan sulfate. Ia adalah unsur penting untuk kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino. Penggunaan komersilnya terutama dalam fertilizer namun juga dalam bubuk mesiu, korek api, insektisida dan fungisida.
Sulfur adalah bahan kimia mineral yang paling penting dan unsur yang paling banyak disebarluaskan. Sulfur di alam terdapat dalam keadaan bebas dan dalam bentuk senyawa. Sulfur alam dalam keadaan bebas diperoleh dari gunung berapi dan ada pula yang tertimbun di dalam tanah. Sulfur dalam bentuk senyawa tersebar luas dalam bumi sebagai sulfit dan sulfat. Sulfur dalam bentuk gas dapat ditemui pada proses peleburan bijih logam dan industri kimia.
Sulfur memiliki sifat relatif inert, tatapi pada 247 0C sulfur terbakar menjadi SO2 atau SO3 dan gas ini bisa digunakan langsung atau dikonversikan menjadi asam sulfat, ini merupakan penggunaan sulfur yang murah. Sulfur banyak sekali kegunaannya misalnya pada industri pupuk, pengilangan minyak, bahan kimia, rayon dan film, cat dan pigmen, produk batu bara, besi dan baja, peleburan logam yang lain, bahan peledak, tekstil dan lain- lain.
Produksi sulfur dunia sekitar 4 juta ton per tahun, dengan Amerika sebagai produsen terbesar yaitu sebanyak 92% dan sisanya berasal dari Itali, Jepang, Chili, Perancis, Meksiko, Spanyol dan Belanda (Battey, 1981; Bateman, 1950).
Universitas Sumatera Utara

2.3 Karbon Disulfida

Karbon disulfida pertama kali di temukan oleh W.A Lampudius pada tahun

1796, dengan mereaksikan batu bara dan pirit pada suhu tinggi. Pada tahun 1802,

Clement dan Desames menemukan proses pembuatan karbon disulfida dengan

mereaksikan belerang dan arang kayu.

Karbon disulfida merupakan cairan tidak berwarna namun bila terkena

matahari berubah menjadi kekuning- kuningan, tidak berbau mudah menyala dan

volatil, larut dalam benzen, alkohol dan eter, sangat sedikit terlarut dalam air sekitar 0,014%. Perubahan terjadi pada suhu 100°C, titik beku -111,6°C , titik cair +108,6°C, titik didih 46,25°C, temperatur kritis 273°C dan tekanan kritis 75 atm.

Berat molekul 76,14 (Kirk and Othmer,1995).

Proses pembuatan karbon disulfida ada bermacam-macam, misalnya:

Proses belerang–arang kayu, proses belerang–hidrokarbon, proses lama dan

beberapa proses yang baru pada skala laboratorium, namun yang sudah

dikembangkan secara komersial hanya Proses belerang – arang kayu dan belerang

– hidrokarbon (Kirk and Othmer,1995).

1. Pembuatan karbon disulfida dengan menggunakan proses hidrokarbon

menggunakan bahan baku belerang dan methana, ethana, propylena sebagai sumber karbonnya. Suhu operasi reaktor 7000 C dibantu katalis activated alumia

dengan Khromium oxida dan konversi pembentukan karbon disulfida 90%. Proses

belerang Hidrokarbon dewasa ini lebih banyak dipilih, dengan proses reaksi

sebagai berikut :

CH4 + 4S

CS2 + 2 H2S

2. Indonesia pada saat ini mempunyai pertimbangan dalam pembuatan

karbon disulfida dengan menggunakan proses arang kayu dan belerang perlu

mendapat perhatian lebih, karena reaksi antara arang kayu dan belerang dapat

ditulis :

C (P) + 2S(P)

CS2(g)

Dengan menggunakan reaktor kolom terfluidasi, diperoleh konversi S

menjadi CS2 sebasar 75 % dengan waktu tinggal 0,5 – 10 detik. Namun selain

kedua reaksi tersebut masih ada proses :

2 CO + 2 S C + 2 H2S

2 COS

CS2 + CO2

CS2 + 2 H2

Universitas Sumatera Utara

2.4 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk 2.4.1 Bahan Baku 2.4.1.1 Belerang
a. Berwarna kuning b. Pada suhu kamar spesifik grafity 1,9 – 2,1 c. Pada 1 atm titik lebur 110,2 – 119,25 °C d. Pada 1 atm titik didih 444,6 °C e. Pada 1 atm temperatur nyala 248 °C f. Tidak larut dalam air dan asam g. Larut dalam karbon disulfida h. Tidak menghantar panas dan listrik i. Pada temperatur 0 – 70 °C
(Perrys,1992) 2.4.1.2 Arang kayu
a. Berwarna hitam b. Sebagai bahan bakar c. Merupakan senyawa karbon d. Lembut, ringan dan mudah patah e. Mempunyai daya serap yang tinggi f. Digunakan sebagai absorben g. Aktif pada reaksi kimia h. Berkadar abu rendah i. Sedikit mengeluarkan asap sehingga alat yang digunakan lebih bersih
dan awet. (Perrys,1992)
Universitas Sumatera Utara

2.4.2 Produk 2.4.2.1 Karbon disulfida
a. Suatu cairan yang tidak berwarna namun bila terkena matahari berubah menjadi kekuning- kuningan
b. Tidak berbau c. Larut dalam benzene, dan alcohol d. Titik beku -111,6 0C e. Titik cair 108,6 0C f. Titik didih 46,25 0C g. Temperatur kritis 273 0C h. Tekanan kritis 75 atm i. Berat molekul 76,14 gr/mol
(Perrys,1992)
2.5 Deskripsi Proses Langkah- langkah operasi yang ditempuh dalam proses pembuatan Karbon
disulfida ( CS2) adalah sebagai berikut : 1. Proses Kalsinasi Adapun tujuan dari proses kalsinasi adalah untuk mengurangi kandungan uap lembab yang terdapat di dalam arang kayu sehingga yang tersisa hanya karbon dan juga untuk menghindari hasil reaksi samping seperti Hidrogen Sulfida, Karbon Oksisulfida dan Karbon Monoksida (CO) yang berlebihan. Pada proses pembuatan Karbon Disulfida diperlukan perlakuan awal terhadap arang kayu. Pada tahap kalsinasi ini dipanaskan terlebih dahulu arang kayu pada tungku listrik (F-101). Pada proses kalsinasi ini menggunakan arus listrik sebagai sumber pemanas, suhu yang digunakan 400 0C.
2. Proses Pencampuran Arang kayu yang berupa karbon dimasukkan ke dalam tungku listrik (F-
102) melalui bucket elevator (BE-101) dan belerang padat dimasukkan ke dalam tungku listrik (F-102) melalui bucket elevator (BE-105). Pada tungku ini arang kayu bereaksi dengan belerang pada temperatur 900 0C dan tekanan
Universitas Sumatera Utara

1 atm. Belerang dan karbon yang masuk menyatu di dalam tungku listrik

berubah fasa menjadi fasa gas yaitu gas belerang pada kondisi operasi atas.

Sumber panas yang diperlukan pada tungku listrik berasal dari panas yang

dihasilkan elektroda yang dialiri oleh arus listrik.

Pada tahapan operasi ditungku listrik terbentuk gas Karbon disulfida

sebagai produk utama, reaksi yang terjadi di dalam tungku listrik, adalah:

C + 2S

CS2

Gas karbon disulfida yang keluar dari tungku listrik (F-102) masuk ke

dalam cylcon (FG-101), dalam alat ini terjadi proses pemisahan antara padatan

dan gas. Pada proses pemisahan ini padatan yang berupa karbon (C) dibuang.

3. Proses Pendinginan Gas yang keluar dari tungku listrik (F-102) di masukkan ke dalam cooler
(CO-101) dari temperatur 900 0C diturunkan menjadi 550 0C dengan media pendingin air pada temperatur 10 °C, 1 atm. Gas yang keluar dari cooler (CO101) dimasukkan kedalam condensor (CD-101) gas yang masuk akan berubah fasa dari gas menjadi cair, penukaran gas dengan media pendingin air pada temperatur 100C, 1 atm sehingga diperoleh Karbon Disulfida cair (119 °C, 1 atm) sebagai hasil pendinginan. Karbon Disulfida yang telah cair di dinginkan lagi pada alat pendingin cooler (CO-101) pada temperatur 10 °C, 1 atm sehingga gas Karbon Disulfida yang diperoleh pada temperatur 44 °C, 1 atm. Cairan karbon disulfida dari cooler kemudian di alirkan ke dalam tangki produk (T-101) Karbon Disulfida (CS2).

Universitas Sumatera Utara

Air Pendingin BE - 101

1
2
FR - 101

4

G - 101

SS - 101

BE - 102

3
BC - 101

TC

6

F - 101

BE - 103

5

BL - 102 BL - 101
FG - 101
10

TC 12
CO- 101

TC
13
CD - 101

TC
14
CO- 102
FC

T - 101

BE - 104

7
FR - 102

BE - 105

G - 102

SS - 102
8

TC 11

F - 102

9

Air Pendingin Bekas Limbah

BC - 102

Komponen Alur Karbon (kg/jam) Air (kg/jam) Hidrogen (kg/jam) Nitrogen (kg/jam) Oksigen (kg/jam) Debu (kg/jam) Sulfur (kg/jam) Karbon disulfida (kg/jam) Total Temperatur (oC) Tekanan (atm)

Alur 1 2.430,0739
26,1298 65,3245
5,2259 7,8389 78,3894
2.612,9827 30 1

Alur 2 364,5110
3,9194 9,7986 0,7838 1,1758 11,7584
391,9474 30 1

Alur 3 2.065,5628
22,2103 55,5258
4,4420 6,6631 66,6310
2.221,0352 30 1

Alur 4

Alur 5

- 2.065,5628

22,2103

-

55,5258

-

4,4420

-

6,6631

-

- 66,6310

--

--

88,8414 2.132,1938

400 400

11

Alur 6 -
20,9038 -
20,9038 110 1

Alur 7 -
3,1355 -
3,1355 110 1

Alur 8 -
17,7682 -
17,7682 110 1

Alur 9 -
53,3048 -
53,3048 900 1

Alur 10 -
13,3262 -
2.083,3311 2.096,6573
900 1

Alur 11 Alur 12 Alur 13

---

---

---

---

---

13,3262

0.0022

0,0022

---

- 2.083,3311 2.083,3311

13,3262 2.083,3333 2.083,3333

900 900 550

111

Alur 14 -
0,0022 -
2.083,3311 2.083,3333
119 1

Alur 15 -
0,0022 -
2.083,3311 2.083,3333
44 1

FC
P - 101

15

P - 102

KODE

KETERANGAN

G-101 G-102 T-101 BE-101 BE-102 BE-103 BE-104 BE-105 SS-101 SS-102 FR-101 FR-102 BC-101 BC-102 F-101 F-102 FG-101 CD-101 CO-101 CO-102 P-101 P-102 BL-101 BL-102

Gudang Arang Kayu Gudang Belerang Tangki Karbon Disulfida Bucket Elevator Bucket Elevator Bucket Elevator Bucket Elevator Bucket Elevator Vibrating Screen Vibrating Screen Roller Mill Roller Mill Belt Conveyor Belt Conveyor Furnace Furnace Cyclon Condensor Cooler Cooler Pompa Pompa Blower Blower

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

PRA RANCANGAN PEMBUATAN KARBON DISULFIDA DARI ARANG KAYU DAN BELERANG

DENGAN KAPASITAS 15000 T ON/TAHUN

TANGGAL T.TANGAN

DIGAMBAR

NAMA : Jumri Prico Pangihutan

TANPA SKALA NIM

: 080425025

DIPERIKSA/

1. NAMA : Dr.Eng. Ir. Irvan, Msi

DISETUJUI

NIP : 19680820 199501 1 001

2. NAMA : Zuhrina Masyithah, ST, MSc

NIP : 19710905 199512 2 001

LC

Universitas Sumatera Utara

BAB III NERACA MASSA

Kapasitas Produksi Waktu Operasi Basis Perhitungan

: 15.000,00 ton /tahun : 300 hari/tahun : 2.083,3333 kg/jam produk

Tabel 3.1 Neraca Massa pada Vibrating Screen (SS-101)

Alur masuk

Alur keluar

Komponen

(kg/jam)

(kg/jam)

F1 F2 F3

Karbon

2.430,0739 364,5110 2.065,5628

Air ( Bmm ) Debu Hidrogen Nitrogen Oksigen
Jumlah

26,1298 78,3894 65,3245 5,2259 7,8389 2.612,9827

3,9194 11,7584 9,7986 0,7838 1,1758 391,9474

22,2103 66,6310 55,5258 4,4420 6,6631 2.221,0352

2.612,9827

2.612,9827

Tabel 3.2 Neraca Massa pada Belt Conveyor (BC-101)

Alur masuk Alur keluar

Komponen

(kg/jam)

(kg/jam)

F3 F3

Karbon

2.065,5628

2.065,5628

Air ( Bmm)

22,2103

22,2103

Debu

66,6310

66,6310

Hidrogen

55,5258

55,5258

Nitrogen

4,4420

4,4420

Oksigen

6,6631

6,6631

Jumlah

2.221,0352

2.221,0352

Universitas Sumatera Utara

Tabel 3.3 Neraca Massa pada Bucket Elevator (BE-102)

Alur masuk Alur keluar

Komponen

(kg/jam)

(kg/jam)

F3 F3

Karbon

2.065,5628

2.065,5628

Air ( Bmm)

22,2103

22,2103

Debu

66,6310

66,6310

Hidrogen

55,5258

55,5258

Nitrogen

4,4420

4,4420

Oksigen

6,6631

6,6631

Jumlah

2.221,0352

2.221,0352

Tabel 3.4 Neraca Massa pada Kalsinasi (F-101)

Alur masuk

Alur keluar

Komponen

(kg/jam)

(kg/jam)

F3 F4 F5

Karbon

2.065,5628

-

2.065,5628

Air ( Bmm )

22,2103

22,2103

-

Debu

66,6310

-

66,6310

Hidrogen

55,5258

55,5258

-

Nitrogen

4,4420

4,4420

-

Oksigen

6,6631

6,6631

-

Jumlah

2.221,0352

88,8414 2.132,1938

2.221,0352

2.221,0352

Universitas Sumatera Utara

Tabel 3.5 Neraca Massa pada Bucket Elevator (BE-103)

Alur masuk Alur keluar

Komponen

(kg/jam)

(kg/jam)

F5 F5

Karbon

2.065,5628 2.065,5628

Debu

66,6310

66,6310

Jumlah

2.132,1938 2.132,1938

Tabel 3.6 Neraca Massa pada Vibrating Screen (SS-102)

Alur masuk

Alur keluar

Komponen

(kg/jam)

(kg/jam)

F6 F7 F8

Sulfur

20,9038

3,1355

17,7682

Jumlah

20,9038

3,1355

17,7682

20,9038

20,9038

Tabel 3.7 Neraca Massa pada Belt Conveyor (BC-102)

Alur masuk

Alur keluar

Komponen

(kg/jam)

(kg/jam)

F8 F8

Sulfur

17,7682

17,7682

Jumlah

17,7682

17,7682

17,7682

17,7682

Tabel 3.8 Neraca Massa pada Bucket Elevator (BE-105)

Alur masuk

Alur keluar

Komponen

(kg/jam)

(kg/jam)

F8 F8

Sulfur

17,7682

17,7682

Jumlah

17,7682

17,7682

17,7682

17,7682

Universitas Sumatera Utara

Tabel 3.9 Neraca Massa pada Tungku Listrik (F-102)

Komponen

Alur masuk (kg/jam) F5 F8

Karbon

2.065,5628

-

Sulfur

- 17,7682

Karbon disulfide

--

Debu

66,6310

-

Jumlah

2.132,1938

17,7682

2.149,9621

Alur keluar (kg/jam) F9 F10 ---

- 2.083,3311

53,3048

13,3262

53,3048 2.096,6573

2.149,9621

Tabel 3.10 Neraca Massa pada Cyclone (FG-101)

Alur masuk

Alur keluar

Komponen

(kg/jam)

(kg/jam)

F10 F11 F12

Karbon disulfida

2.083,3311

-

2.083,3311

Debu

13,3262

13,0596

0,0022

Jumlah

2.096,6573

13,3262 2.083,3333

2.096,6573

2.096,6573

Tabel 3.11 Neraca Massa pada Cooler (CO-101 )

Alur masuk

Alur keluar

Komponen

(kg/jam)

(kg/jam)

F12 F13

Karbon Disulfida

2.083,3333

2.083,3333

2.083,3333

2.083,3333

Universitas Sumatera Utara

Tabel 3.12 Neraca Massa pada Condensor (CD-101 )

Alur masuk

Alur keluar

Komponen

(kg/jam)

(kg/jam)

F13 F14

Karbon Disulfida

2.083,3333

2.083,3333

2.083,3333

2.083,3333

Tabel 3.13 Neraca Massa pada Cooler (CO-102 )

Alur masuk

Komponen

(kg/jam)

F14

Karbon Disulfida

2.083,3333

2.083,3333

Alur keluar (kg/jam) F15
2.083,3333 2.083,3333

Universitas Sumatera Utara

BAB IV NERACA PANAS

Basis perhitungan : 1 jam

Satuan operasi

: kJ/jam

Temperatur Refrensi : 25oC

4.1 Furnace-1 (F-101)

Tabel 4.1 Neraca panas pada furnace-1

Komponen

Panas Masuk

(KJ/jam)

Arang Kayu

2973,3957

H2

O2

N2

H2O

Karbon

Debu

Subtotal

2973,3957

Suplai Panas

938574,7402

Total

941548,1359

Panas Keluar (Kj/jam)
606925,4771 4834,0306 3527,3771 71662,0523 254145,901 453,2977
941548,1359
941548,1359

4.2 Furnace-2 (F-102)

Tabel 4.2 Neraca panas pada furnace-2

Komponen

Panas Masuk

(kJ/jam)

Karbon

254145,901

Debu

453,2977

Sulfur

15,391

CS2 ∆Hr

Panas Keluar (kJ/jam)
921,8854
3422756,848 117,0683

Universitas Sumatera Utara

Subtotal Suplai panas Total

254614,5897 3169181,212 3423795,802

4.3 Cooler-1

Tabel 4.3 Neraca panas pada cooler-1

Komponen

Panas Masuk

(kJ/jam)

CS2 3422756,848

Air Pendingin

-1574361,905

Total

1848394,943

4.4 Kondensor-1

Tabel 4.4 Neraca panas pada cooler-2

Komponen

Panas Masuk

(kJ/jam)

CS2 1848394,943

Air Pendingin

-961929,6496

Total

886465,2939

4.5 Cooler-2

Tabel 4.5 Neraca panas pada cooler-3

Komponen

Panas Masuk

(kJ/jam)

CS2 886465,2939

Air Pendingin

-842094,7191

Total

44370,5748

3423795,802 3423795,802
Panas Keluar (kJ/jam) 1848394,943 1848394,943
Panas Keluar (kJ/jam) 886465,2939 886465,2939
Panas Keluar (kJ/jam) 44370,5748 44370,5748

Universitas Sumatera Utara

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN

1. Gudang Bahan Baku (G-101)

Fungsi

: Menyimpan bahan baku arang kayu, direncanakan untuk

kebutuhan 7 hari

Bentuk

: Persegi

Bahan konstruksi : Beton

Jumlah Kapasitas Kondisi operasi

: 1 unit : 1.096,1510 m3 : -Temperatur = 300C

-Tekanan = 1 atm

Kondisi fisik :

- Panjang

: 13,8047 m

- Lebar

: 13,8047 m

- Tinggi

: 6,9023 m

2. Bucket Elevator (BE-101)

Fungsi

: Mengangkut arang kayu dari gudang penyimpanan ke

Rooler Mill (FR-101)

Bentuk

: Spaced-bucket centrifugal discharge elevator

Bahan konstruksi : Malleable-iron

Jumlah

: 1 unit

Laju alir

: 2.612,9827 kg/jam

Kondisi operasi : -Temperatur = 300C

-Tekanan = 1 atm

Kondisi fisik :

Tinggi elevator : 7,62 m

Ukuran bucket : (6 x 4 x 4¼) in

Jarak antar bucket : 0,305 m

Kecepatan bucket : 1,143 m/s

Universitas Sumatera Utara

Kecepatan putaran: 43 rpm

Lebar belt

: 17,78 cm

Daya motor

: 0,5845 hp

3. Rooler Mill (FR-101)

Fungsi

: Memperkecil ukuran arang kayu dari gudang

penyimpanan (G-101) sebelum ke unit Furnance (F-

101).

Jenis

: Double Toothed-Roll Crusher

Bahan konstruksi : Stainless steel

Jumlah

: 1 buah

Diameter

: 0,25 ft

Face ukuran roll : 2 ft

Kecepatan putaran : 39,8 rpm

Daya motor

: 5 Hp

4. Vibrating Screen (SS-101)

Fungsi

: Memisahkan arang kayu dari ukuran besar

Jenis

: Vibrating Screen

Bahan konstruksi : Stainless steel

Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 2.612,9827 kg/jam

Kondisi operasi : -Temperatur = 300C

-Tekanan = 1 atm

Kondisi fisik

- Panjang

: 0,8439 m

- Lebar

: 0,5626 m

- Daya

: 4 hp

5. Belt Conveyor (BC-101)

Fungsi

: mentransfer arang kayu ke bucket elevator (BE-102)

Jenis

: Horizontal Belt Conveyor

Universitas Sumatera Utara

Material

: Commercial Steel

Kondisi Operasi : - Temperatur (T) : 300C

- Tekanan (P) : 1 atm

Kapasitas

: 2,2876 ton/jam

Lebar Belt

: 35 cm

Luas Area

: 0,010 m2

Kecepatan Belt normal : 61 m/menit

Kecepatan Belt maksimum : 91 m/menit

Belt Plies minimum

:3

Belt Plies maksimum

:5

Kecepatan Belt

: 30,5 m/menit

Daya motor

: 0,44 Hp

6. Bucket Elevator (BE-102)

Fungsi

: Mengangkut arang kayu dari gudang penyimpanan ke

Furnance (F-101)

Bentuk

: Spaced-bucket centrifugal discharge elevator

Bahan konstruksi : Malleable-iron

Jumlah

: 1 unit

Laju alir

: 2.487,5594 kg/jam

Kondisi operasi : -Temperatur = 300C

-Tekanan = 1 atm

Kondisi fisik :

Tinggi elevator : 7,62 m

Ukuran bucket : (6 x 4 x 4¼) in

Jarak antar bucket : 0,305 m

Kecepatan bucket : 1,143 m/s

Kecepatan putaran: 43 rpm

Lebar belt

: 17,78 cm

Daya motor

: 0,5275 hp

Universitas Sumatera Utara

7. Furnance Kalsinasi (F-101)

Fungsi

: Untuk memanaskan arang kayu dan menguapkan gas-gas

volatil yang terdapat dalam arang kayu dengan pemanas listrik hingga temperatur 400oC

Jenis

: Fire box

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi : - Temperatur (T) : 400 0C

Kapasitas

- Tekanan (P) : 5,5460 m3

: 1 atm

Diameter

: 1,9188 m

Tinggi

: 1,9188 m

8. Bucket Elevator (BE-103)

Fungsi

: Mengangkut serbuk karbon dari Furnance (F-101) ke

Furnance (F-102)

Bentuk

: Spaced-bucket centrifugal discharge elevator

Bahan konstruksi : Malleable-iron

Jumlah

: 1 unit

Laju alir

: 2.388,0570 kg/jam

Kondisi operasi : -Temperatur = 300C

-Tekanan = 1 atm

Kondisi fisik :

Tinggi elevator : 7,62 m

Ukuran bucket : (6 x 4 x 4¼) in

Jarak antar bucket : 0,305 m

Kecepatan bucket : 1,143 m/s

Kecepatan putaran: 43 rpm

Lebar belt

: 17,78 cm

Daya motor

: 0,5141 hp

Universitas Sumatera Utara

9. Furnance (F-102)

Fungsi

: Untuk memanaskan serbuk karbon dan belerang cair dengan pemanas listrik hingga temperatur 900oC

Jenis

: Fire box

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi : - Temperatur (T) : 400 0C

Kapasitas

- Tekanan (P) : 5,3425 m3

: 1 atm

Diameter

: 1,8951 m

Tinggi

: 1,8951 m

10. Blower (BL-101)

Fungsi

: Mengalirkan gas karbon disulfida dari furnace (F-102) ke

cyclon (FG-101)

Jumlah Kondisi proses Kapasitas

: 1 unit : T = 30oC ; P = 1 atm = 1,013 bar : 109,9799 m3/jam

Daya

: 0,2538 Hp

11. Cyclon (FG – 101)

Fungsi

: Memisahkan debu dari karbon disulfida

Bahan konstruksi : Stainless Steel, SA-316 grade C

Jenis sambungan : Double welded butt joints

Jumlah Kondisi operasi

: 1 unit : - Temperatur = 900 0C

Kapasitas

- Tekanan = 1 atm : 109,9799 m3/jam

Lc = 0,16 m

Zc = 0,267 m

Jc = 0,04 m

DE = 0,08 m

Hc = 0,0934 m

Universitas Sumatera Utara

Bc = 0,0032 m

12. Blower (BL-102)

Fungsi

: Mengalirkan gas karbon disulfida dari cyclon (FG-101) ke

cooler (CO-101)

Jumlah Kondisi proses Kapasitas

: 1 unit : T = 30oC ; P = 1 atm = 1,013 bar : 109,281 m3/jam

Daya

: 0,2522 Hp

13. Cooler (CO-101)

Fungsi Jenis

: Menurunkan temperatur dan karbon disulfida yang keluar dari Blower (BL-102) dengan temperatur 900oC menjadi 550oC
: 1-2 Shell & tube exchanger

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur = 550°C

Tekanan = 1 atm

Jenis tube

: 18 BWG

Diameter dalam, ID : 0,76 in

Diameter luar, OD

: 1 in

Panjang tube

: 15 ft

Jumlah tube

: 16

14. Kondensor (CD-101)

Fungsi

: Menurunkan temperatur serta mengubah fase karbon

Jenis

disulfida menjadi cair dari cooler (CO-101) dengan temperatur 550oC menjadi 119oC : 1-2 Shell & tube exchanger

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur = 119°C

Tekanan = 1 atm

Universitas Sumatera Utara

Jenis tube Diameter dalam, ID Diameter luar, OD Panjang tube Jumlah tube

: 18 BWG : 0,652 in : ¾ in : 15 ft : 30

15. Pompa (P-101)

Fungsi

: Mengalirkan karbon disulfida cair dari kondensor (CD-

101) ke cooler (CO-102)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi : Commersial steel Kondisi operasi : - Temperatur : 119oC

- Tekanan Laju volumetrik : 0,0509 ft3/s

: 1atm

Schedule pipe : 40

Diameter (ID) : 2,067 in

Diameter (OD) : 2,38 in

Daya

: ½ hp

16. Cooler (CO-102)

Fungsi Jenis

: Untuk menurunkan temperatur karbon disulfida dari pompa (P-101) dengan temperatur 119oC menjadi 44oC
: 1-2 Shell & tube exchanger

Jumlah

: 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur = 44°C

Tekanan = 1 atm

Jenis tube

: 18 BWG

Diameter dalam, ID : 0,902 in

Diameter luar, OD

: 1 in

Panjang tube

: 15 ft

Jumlah tube

: 118

Universitas Sumatera Utara

17. Pompa (P-102)

Fungsi

: Mengalirkan karbon disulfida cair dari cooler (CO-102)

ke storage tank (T-101)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Bahan konstruksi : Commersial steel Kondisi operasi : - Temperatur : 44oC

- Tekanan Laju volumetrik : 0,0509 ft3/s

: 1atm

Schedule pipe : 40

Diameter (ID) : 2,067 in

Diameter (OD) : 2,38 in

Daya

: ½ hp

18. Storage Tank (T-101)

Fungsi

: Untuk menyimpan karbon disulfida

Bentuk

: Silinder vertikal dengan dasar datar dan tutup ellipsoidal

Bahan konstruksi : Carbon steel C-SA-316

Jumlah

: 2 unit

Kondisi operasi : - Temperatur = 44°C

- Tekanan = 1 atm Kapasitas tangki : 1048,7545 m3

Diameter tangki : 7,2 m

Tinggi tangki : 12,024 m

Pdesain

: 20,44 psi

Tebal silinder : 0,27 in

Tebal head standar : 0,27 in

19. Gudang Bahan Baku (G-102)

Fungsi

: Menyimpan bahan baku belerang, direncanakan untuk

kebutuhan 7 hari

Bahan konstruksi : Beton

Universitas Sumatera Utara

Bentuk Jumlah Kapasitas Kondisi operasi
Kondisi fisik - Panjang - Lebar - Tinggi

: Persegi : 1 unit : 2,1047 m3 : -Temperatur = 300C
-Tekanan = 1 atm : : 2,86 m : 2,86 m : 0,81 m

20. Bucket Elevator (BE-104)

Fungsi

: Mengangkut belerang dari gudang penyimpanan ke Rooler

Mill (FR-102)

Jenis

: Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator

Bahan

: Malleable-iron

Jumlah

: 1 unit

Laju alir

: 20,9038 kg/jam

Kondisi operasi : -Temperatur = 300C

-Tekanan = 1 atm

Kondisi fisik :

Tinggi elevator : 7,62 m

Ukuran bucket : (6 x 4 x 4¼) in

Jarak antar bucket : 0,305 m

Kecepatan bucket : 1,143 m/s

Kecepatan putaran: 43 rpm

Lebar belt

: 17,78 cm

Daya motor

: 0,0278 hp

21. Roller Mill (FR - 102)

Fungsi

: Memperkecil ukuran belerang dari gudang penyimpanan

(G-102) sebelum ke unit Furnance (F-101).

Jenis

: Double Toothed – Roll Crusher

Universitas Sumatera Utara

Bahan

: Stainless Steel

Kondisi Operasi : - Temperatur (T)

- Tekanan (P)

Diameter

: 0,25 ft

Face ukuran roll : 2 ft

Kecepatan putaran : 0,0219 rpm

Daya motor

: 0,0015 Hp

: 30 oC : 1 atm

22. Vibrating Screen (SS – 102)

Fungsi

: Memisahkan belerang dari ukuran besar.

Jenis

: Vibrating Screen

Bahan

: Stainless Steel

Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 20,9038 kg/jam

Kondisi operasi : -Temperatur = 300C

-Tekanan = 1 atm

Kondisi fisik

- Panjang

: 0,28 m

- Lebar

: 0,0567 m

- Daya

: 4 hp

23. Belt Conveyor (BC-102)

Fungsi

: mentransfer belerang ke bucket elevator (BE-104)

Jenis

: Horizontal Belt Conveyor

Material

: Commercial Steel

Kondisi Operasi : - Temperatur (T) : 300C

- Tekanan (P) : 1 atm

Kapasitas

: 0,0183 ton/jam

Lebar Belt Luas Area

: 35 cm : 0,010 m2

Kecepatan Belt normal : 61 m/menit

Kecepatan Belt maksimum : 91 m/menit

Universitas Sumatera Utara

Belt Plies minimum Belt Plies maksimum Kecepatan Belt Daya motor

:3 :5 : 30,5 m/menit : 0,44 Hp

24. Bucket Elevator (BE-105)

Fungsi

: Mengangkut belerang ke Furnance (F-101)

Jenis

: Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator

Bahan

: Malleable-iron

Jumlah

: 1 unit

Laju alir

: 17,7682 kg/jam

Kondisi operasi : -Temperatur = 300C

-Tekanan = 1 atm

Kondisi fisik :

Tinggi elevator : 7,62 m

Ukuran bucket : (6 x 4 x 4¼) in

Jarak antar bucket : 0,305 m

Kecepatan bucket : 1,143 m/s

Kecepatan putaran: 43 rpm

Universitas Sumatera Utara

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
6.1 Instrumentasi Instrumentasi merupakan suatu sistem atau susunan peralatan yang dipakai
didalam suatu proses kontrol untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang diharapkan