Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Karbon Disulfida dari Arang Kayu dan Belerang dengan kapasitas produksi 14.000 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN KARBON DISULFIDA DARI ARANG KAYU DAN BELERANG
KAPASITAS 14.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Sidang Sarjana Teknik Kimia
Ekstension OLEH :
ISMAULIDA SARI LUBIS NIM : 080425040
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 Allah SWT 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 produksi 14.000 Ton/Tahun”.
Tugas Akhir ini ditulis untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti ujian sarjana di Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Penulis berterima kasih kepada Orang Tua Penulis atas doa,bimbingan dan motivasi yang diberikan hingga saat ini. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis banyak menerima bantuan, bimbingan dan fasilitas dari berbagai pihak. Penulis berterima kasih kepada:
1. Bapak Dr.Eng.Ir.Irvan,M.Si, selaku Koordinator Tugas Akhir dan juga Dosen Pembimbing I yang telah banyak memberikan masukan, arahan dan bimbingan selama menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Ibu Zuhrina Masyithah ST,MSc, selaku 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. Bapak Hendra Ginting ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik
Kimia 5. Staf Pengajar Departemen Teknik Kimia atas ilmu yang diberikan kepada
penulis sehingga penulis dapat mengerjakan Tugas Akhir ini. 6. Para Pegawai Departemen Teknik Kimia atas bantuan dan kemudahan
administratif yang diberikan. 7. Rekan penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini Jumri dan Lisbet 8. Adik-adik tersayang penulis Rahmi dan Anggi yang telah memberikan
bantuan dan semangat dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 9. Teman – teman penulis Mida,Lisna,Rita,Eva,Royan dan Wahyu yang

selama ini memberikan semangat dan dukungannya kepada penulis.
Universitas Sumatera Utara

10. Teman-teman seangkatan yang tidak dapat disebutkan satu persatu namanya 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.
Medan, Januari 2010 Penulis,
(Ismaulida Sari Lubis)
Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Pabrik pembuatan karbon disulfida dari arang kayu dan belerang ini direncanakan berkapasitas produksi 14.000 ton/tahun.

Lokasi pabrik direncanakan di Kuala Tanjung,Asahan Sumatera Utara, dengan luas areal pabrik 9.000 m2.

Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 144 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 184.379.186.922,-

b. Biaya Produksi (per tahun) : Rp 177.553.417.072,-

c. Hasil penjualan (per tahun) : Rp 321.999.992.640,-

d. Laba bersih

: Rp 144.446.575.567,-

e. Profit Margin (PM)

: 44,86 %

f. Break Even Point (BEP) : 36,68 %

g. Return on Investment (ROI) : 54,85 %

h. Pay Out Time (POT)

: 1,82 tahun

i. Internal Rate of Return (IRR) : 74,08 %

Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa perancangan pabrik pembuatan karbon disulfida ini layak untuk didirikan dari segi ekonomi.

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 ..................................................................... 1.2 Perumusan Masalah............................................................... 1.3 Tujuan Perancangan Pabrik ................................................... 1.4 Manfaat Rancangan............................................................... BAB II Tinjauan Pustaka ...............................................................

I-1 I-2 I-2 I-2 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

Universitas Sumatera Utara

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 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
Universitas Sumatera Utara

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

9.4 Uraian Tugas, Wewenang, dan Tanggung Jawab .................. IX-6

9.5 Sistem Kerja

............................................................... IX-9

Universitas Sumatera Utara

9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ............................ IX-11

9.7 Sistem Penggajian ............................................................... IX-12

9.8 Kesejahteraan Karyawan ....................................................... IX-13

BAB X Analisa Ekonomi ............................................................... X-1

10.1 Modal Investasi ............................................................... X-1

10.2 Biaya Produksi Total (BPT) / Total Cost (TC) ....................... X-4

10.3 Total Penjualan (Total Sales)................................................. X-5

10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ................................................... X-5

10.5 Analisa Aspek Ekonomi ........................................................ X-5

BAB XI KESIMPULAN ............................................................... XI-1

DAFTAR PUSTAKA

............................................................... ix

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NARACA MASSA ..................... LA-1

LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS....................... LB-1

LAMPIRAN C SPESIFIKASI ALAT............................................... LC-1

LAMPIRAN D SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS .............. LD-1

LAMPIRAN E PERHITUNGAN ANALISA EKONOMI ............... 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 14.000 ton/tahun.

Lokasi pabrik direncanakan di Kuala Tanjung,Asahan Sumatera Utara, dengan luas areal pabrik 9.000 m2.

Tenaga kerja yang dibutuhkan dalam pengoperasian pabrik ini berjumlah 144 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 184.379.186.922,-

b. Biaya Produksi (per tahun) : Rp 177.553.417.072,-

c. Hasil penjualan (per tahun) : Rp 321.999.992.640,-

d. Laba bersih

: Rp 144.446.575.567,-

e. Profit Margin (PM)

: 44,86 %

f. Break Even Point (BEP) : 36,68 %

g. Return on Investment (ROI) : 54,85 %

h. Pay Out Time (POT)

: 1,82 tahun

i. Internal Rate of Return (IRR) : 74,08 %

Berdasarkan data-data di atas maka dapat disimpulkan bahwa perancangan pabrik pembuatan karbon disulfida ini layak untuk didirikan dari segi ekonomi.

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 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 2004 2005 2006 2007 *2010 *) diprediksi

Berat ( Kg) 10.314.072 10.320.027 11.911.910 12.115.066 13.896.409

Sumber: (Badan Pusat Statistik, 2008)
Pabrik Karbon disulfida ini direncanakan didirikan untuk memenuhi kebutuhan karbon disulfida nasional pada tahun 2010 yaitu 14.000 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 produksi arang kayu masyarakat sekitar, karena teknologi pengolah 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 memberikan gambaran tentang kelayakan pra-rancangan pabrik pembuatan Karbon Disulfida dari arang kayu (charcoal) dan belerang.
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.
Universitas Sumatera Utara

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 dilakukan aktifasi dengan 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. 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
Universitas Sumatera Utara

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 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 Murni (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, pengilangn 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, Chil, 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 :

Universitas Sumatera Utara

C (P) + 2 S(P)

CS(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

2 COS

CS2 + CO2

C + 2 H2S

CS2 + 2 H2

2.4 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk

2.4.1 Bahan Baku

2.4.1.1 Belerang Murni

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

Universitas Sumatera Utara

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 alkohol d. Titik beku -111,60C e. Titik cair 108,60C f. Titik didih 46,250C g. Temperature kritis 2730C 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 Tujuan dari proses kalsinasi adalah untuk mengurangi kandungan uap air
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 4000 C.
Universitas Sumatera Utara

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 9000 C dan tekanan 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 9000C diturunkan menjadi 5500C 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, 1atm) 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

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 2.268,0702
24,3878 60,9696 4,8775 7,3163 73,1635
2.438,7852 30 1

Alur 2 340,2105
3,6581 9,1455 0,7316 1,0974 10,9745
365,8177 30 1

Alur 3 1.927,8597
20,7296 51,8241 4,1459 6,2189 62,1890
2.072,9674 30 1

Alur 4

Alur 5

- 1.927,8597

20,7296

-

51,8241

-

4,1459

-

6,2189

-

- 62,1890

--

--

82,9186 1.990,0487

400 400

11

Alur 6 -
19,5102 -
19,5102 110 1

Alur 7 -
2,9265 -
2,9265 110 1

Alur 8 -
16,5837 -
16,5837 110 1

TC 11

F - 102

9

Alur 9 -
49,7512 -
49,7512 900 1

Alur 10 -
12,1890 -
1.944,4444 1.956,633
900 1

Alur 11 Alur 12 Alur 13

---

---

---

---

---

12,1890

0.0010

0,0010

---

- 1.944,4444 1.944,4444

12,1890 1.944,4454 1.944,4454

900 900 550

111

Alur 14 -
0,0010 -
1.944,4444 1.944,4454
119 1

Alur 15 -
0,0010 -
1.944,4444 1.944,4454
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 14000 T ON/TAHUN

TANGGAL T.TANGAN

DIGAMBAR

NAMA : Ismaulida Sari Lubis

TANPA SKALA NIM

: 080425040

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 : 14.000,00 ton /tahun

Waktu Operasi

: 300 hari/tahun

Basis Perhitungan : 1.944,4444 kg/jam produk

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

Komponen
Karbon Air Hidrogen Nitrogen Oksigen Debu
Jumlah

Alur masuk (kg/jam)
F1 2.268,0702
24,3878 60,9696 4,8775 7,3163 73,1635 2.438,7852 2.438,7852

Alur keluar

(kg/jam)

F2 F3

340,2105 1.927,8597

3,6581

20,7296

9,1455

51,8241

0,7316

4,1459

1,0790

6,2189

10,9745

62,1890

365,8177 2.072,9674

2.438,7852

Universitas Sumatera Utara

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

Komponen
Karbon Air Hidrogen Nitrogen Oksigen Debu
Jumlah

Alur masuk (kg/jam) F3 1.927,8597 20,7296 51,8241 4,1459 6,2189 62,1890 2.072,9674

Alur keluar (kg/jam) F3 1.927,8597 20,7296 51,8241 4,1459 6,2189 62,1890 2.072,9674

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

Komponen
Karbon Air Hidrogen Nitrogen Oksigen Debu
Jumlah

Alur masuk (kg/jam) F3 1.927,8597 20,7296 51,8241 4,1459 6,2189 62,1890 2.072,9674

Alur keluar (kg/jam) F3 1.927,8597 20,7296 51,8241 4,1459 6,2189 62,1890 2.072,9674

Universitas Sumatera Utara

Tabel 3.4 Neraca Massa pada Kalsinasi (F-101)

Komponen
Karbon Air Hidrogen Nitrogen Oksigen Debu
Jumlah

Alur masuk (kg/jam)
F3 1.927,8597
20,7296 51,8241 4,1459 6,2189 62,1890 2.072,9674 2.072,9674

Alur keluar

(kg/jam)

F4 F5

- 1.927,8597

20,7296

-

51,8241

-

4,1459

-

6,2189

-

- 62,1890

82,9186 1.990,0487

2.072,9674

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

Komponen

Alur masuk (kg/jam)
F5

Alur keluar (kg/jam)
F5

Karbon

1.927,8597 1.927,8597

Debu

62,1890

62,1890

Jumlah

1.990,0487 1.990,0487

Universitas Sumatera Utara

Tabel 3.6 Neraca Massa pada Tungku Listrik (F-102)

Komponen

Alur masuk (kg/jam) F5 F8

Alur keluar (kg/jam) F9 F10

Karbon

1.927,8597

-

-

-

Sulfur

-

16,5837

-

-

Karbon disulfide

- - - 1.944,4434

Debu

62,1890

-

49,7512

12,4378

Jumlah

1.990,0487

16,5837

49,7512 1.956,8812

2.006,6324

2.006,6324

Tabel 3.7 Neraca Massa pada Cyclone (FG-101)

Komponen

Alur masuk (kg/jam)

Alur keluar (kg/jam)

F10 F11 F12

Karbon disulfida

1.944,4434

-

1.944,4434

Debu

12,4378

12,1890

0,0010

Jumlah

1.956,8812

12,1890 1.944,4444

1.956,8812

1.956,8812

Universitas Sumatera Utara

Tabel 3.8 Neraca Massa pada Cooler (CO-101)

Alur masuk

Komponen

(kg/jam)

F12

Karbon Disulfida

1.944,4434

Debu

0,0010

1.944,4444

Alur keluar (kg/jam)
F13 1.944,4434
0,0010 1.944,4444

Tabel 3.9 Neraca Massa pada Condensor (CD-101)

Komponen

Alur masuk (kg/jam)

Alur keluar (kg/jam)

F13 F14

Karbon Disulfida

1.944,4434

1.944,4434

Debu

0,0010

0,0010

1.944,4444

1.944,4444

Tabel 3.10 Neraca Massa pada Cooler (CO-102)

Komponen

Alur masuk (kg/jam)

Alur keluar (kg/jam)

F14 F15

Karbon Disulfida

1.944,4434

1.944,4434

Debu

0,0010

0,0010

1.944,4444

1.944,4444

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

2775,1681

H2

O2

N2 H2O

Karbon

Debu

Subtotal

2775,1681

Suplai Panas

875958,6733

Total

878733,8414

Panas Keluar (Kj/jam)
566463,9951 3435,0554 4324,1929 66884,5312
237202,9806 423,0781
878733,8414
878733,8414

4.2 Furnace-2 (F-102)

Tabel 4.2 Neraca panas pada furnace-2

Komponen

Panas Masuk

(kJ/jam)

Karbon

237202,9806

Debu

423,0781

Sulfur

14,3650

CS2

∆Hr

Panas Keluar (kJ/jam)
1075,5337
3194502,9752 117,0683

Universitas Sumatera Utara

Subtotal Suplai panas Total

237640,4238 2958055,1534 3195695,5772

4.3 Cooler-1

Tabel 4.3 Neraca panas pada cooler-1

Komponen

Panas Masuk

(kJ/jam)

CS2 3194718,0819

Air Pendingin

-1469549,4793

Total

1725168,6026

4.4 Kondensor-1

Tabel 4.4 Neraca panas pada cooler-2

Komponen

Panas Masuk

(kJ/jam)

CS2 1725168,6026

Air Pendingin

-897801,0000

Total

827367,6026

4.5 Cooler-2

Tabel 4.5 Neraca panas pada cooler-3

Komponen

Panas Masuk

(kJ/jam)

CS2 827367,6026

Air Pendingin

-785955,0672

Total

41412,5354

3195695,5772 3195695,5772
Panas Keluar (kJ/jam) 1725168,6026 1725168,6026
Panas Keluar (kJ/jam) 827367,6026 827367,6026
Panas Keluar (kJ/jam) 41412,5354 41412,5354

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

: 1 unit

Kapasitas

: 1.227,6897 m3

Kondisi operasi : -Temperatur = 300C

-Tekanan = 1 atm

Kondisi fisik :

- Panjang

: 13,4908 m

- Lebar

: 13,4908 m

- Tinggi

: 6,7454 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

Universitas Sumatera Utara

Laju alir

: 2.731,4394 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

: 0,5595 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

Universitas Sumatera Utara

4. Vibrating Screen (SS-101)

Fungsi

: Memisahkan arang kayu dari ukuran besar

Jenis

: Vibrating Screen

Bahan konstruksi : Stainless steel

Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 2.818,5422 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

Material

: Commercial Steel

Kondisi Operasi : - Temperatur (T) : 300C

- Tekanan (P) : 1 atm

Kapasitas

: 2,1315 ton/jam

Lebar Belt Luas Area

: 35 cm : 0,010 m2

Universitas Sumatera Utara

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

: 2.321,7234 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

Lebar belt Daya motor

: 17,78 cm : 0,5051 hp

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) : 5,1762 m3

: 1 atm

Diameter

: 1,8751 m

Tinggi

: 1,8751 m

8. Bucket Elevator (BE-102)

Fungsi Bentuk

: Mengangkut serbuk karbon dari Furnance (F-101) ke Furnance (F-102)
: Spaced-bucket centrifugal discharge elevator

Bahan konstruksi : Malleable-iron

Jumlah

: 1 unit

Laju alir

: 2.228,8545 kg/jam

Kondisi operasi : -Temperatur = 300C

-Tekanan = 1 atm

Universitas Sumatera Utara

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

: 0,4992 hp

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) : 4,9864 m3

: 1 atm

Diameter

: 1,8519 m

Tinggi

: 1,8519 m

10. Blower (BL-101)

Fungsi

: Mengalirkan gas karbon disulfida dari furnace (F-102) ke cyclon (FG-101)

Universitas Sumatera Utara

Jumlah

: 1 unit

Kondisi proses : T = 30oC ; P = 1 atm = 1,013 bar

Kapasitas

: 101,9955 m3/jam

Daya

: 0,2353 Hp

11. Cyclon (FG – 101)

Fungsi

: Memisahkan debu dari carbon 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 : 102,6479 m3/jam

Lc = 0,15 m

Zc = 0,2622 m

Jc = 0,03 m

DE = 0,07 m

Hc = 0,0917 m

Bc = 0,0030 m

Universitas Sumatera Utara

12. Blower (BL-102)

Fungsi

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

Jumlah

: 1 unit

Kondisi proses : T = 30oC ; P = 1 atm = 1,013 bar

Kapasitas

: 101,9955 m3/jam

Daya

: 0,2353 Hp

13. Cooler (CO-101)

Fungsi

: Menurunkan temperatur dan karbon disulfidase menjadi dari 900oC menjadi 550oC

Jenis Jumlah

: Shell & tube exchanger : 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur = 550°C

Tekanan = 1 atm

Jenis tube

: 18 BWG

Diameter dalam, ID : 37 in

Diameter luar, OD

: ¾ in

Panjang tube

: 64 ft

Jumlah tube

: 1044

Universitas Sumatera Utara

14. Kondensor (CD-101)

Fungsi

: Menurunkan temperatur serta mengubah fase karbon disulfidase menjadi cair dengan temperatur 550oC menjadi 119oC

Jenis Jumlah

: Shell & tube exchanger : 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur = 119°C

Tekanan = 1 atm

Jenis tube

: 18 BWG

Diameter dalam, ID : 35 in

Diameter luar, OD

: ¾ in

Panjang tube

: 64 ft

Jumlah tube

: 1068

15. Pompa (P-101)

Fungsi

: Mengalirkan karbon disulfida cair dari kondensor (CD101) ke cooler (CO-102)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

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

- Tekanan Laju volumetrik : 0,0475 ft3/s

: 1atm

Universitas Sumatera Utara

Schedule pipe : 40

Diameter (ID) : 2,067 in

Diameter (OD) : 2,38 in

Daya

: ½ hp

16. Cooler (CO-102)

Fungsi

: Untuk temperatur karbon disulfidase dari 119oC menjadi 44oC

Jenis Jumlah

: Shell & tube exchanger : 1 unit

Kondisi operasi : Temperatur = 44°C

Tekanan = 1 atm

Jenis tube

: 18 BWG

Diameter dalam, ID : 27 in

Diameter luar, OD

: 1 in

Panjang tube

: 64 ft

Jumlah tube

: 296

17. Pompa (P-102)

Fungsi

: Mengalirkan karbon disulfida cair dari cooler (CO-102) ke storange tank (T-101)

Jenis

: Pompa sentrifugal

Jumlah

: 1 unit

Universitas Sumatera Utara

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

- Tekanan Laju volumetrik : 0,0475 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 disulfide

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 : 489,4188 m3

Diameter tangki : 7,2 m

Tinggi tangki : 12,024 m

Pdesain

: 16,26 psi

Tebal silinder : 0,12 in

Tebal head standar : 0,12 in

Universitas Sumatera Utara

19. Gudang Bahan Baku (G-102)

Fungsi

: Menyimpan bahan baku belerang, direncanakan untuk kebutuhan 7 hari

Bahan konstruksi : Beton

Bentuk

: Persegi

Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 1,9644 m3

Kondisi operasi : -Temperatur = 300C

-Tekanan = 1 atm

Kondisi fisik :

- Panjang

: 1,58 m

- Lebar

: 1,58 m

- Tinggi

: 0,79 m

20. Bucket Elevator (BE-104)

Fungsi Jenis

: Mengangkut belerang dari gudang penyimpanan ke Rooler Mill (FR-102)
: Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator

Bahan

: Malleable-iron

Jumlah

: 1 unit

Laju alir

: 21,8514 kg/jam

Kondisi operasi : -Temperatur = 300C

-Tekanan = 1 atm

Universitas Sumatera Utara

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

: 1,138 hp

21. Roller Mill (FR - 102)

Fungsi

: Memperkecil ukuran belerang dari gudang penyimpanan (G102) sebelum ke unit Furnance (F-101).

Jenis

: Double Toothed – Roll Crusher

Bahan

: Stainless Steel

Kondisi Operasi : - Temperatur (T)

: 30 oC

- Tekanan (P)

: 1 atm

Diameter

: 0,25 ft

Face ukuran roll : 2 ft

Kecepatan putaran : 39,8 rpm

Daya motor

: 5 Hp

Universitas Sumatera Utara

22. Vibrating Screen (SS – 102)

Fungsi

: Memisahkan belerang dari ukuran besar.

Jenis

: Vibrating Screen

Bahan

: Stainless Steel

Jumlah

: 1 unit

Kapasitas

: 23,4122 kg/jam

Kondisi operasi : -Temperatur = 300C

-Tekanan = 1 atm

Kondisi fisik

- Panjang

: 0,2 m

- Lebar

: 0,1336 m

- Daya

: 4 hp

23. Belt Conveyor (BC-102)

Fungsi

: mentransfer belerang ke bucket elevator (BE-105)

Jenis

: Horizontal Belt Conveyor

Material

: Commercial Steel

Kondisi Operasi : - Temperatur (T) : 300C

- Tekanan (P) : 1 atm

Kapasitas

: 0,0170 ton/jam

Lebar Belt Luas Area

: 35 cm : 0,010 m2

Universitas Sumatera Utara

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

24. Bucket Elevator (BE-105)

Fungsi Jenis

: Mengangkut belerang ke Furnance (F-101) : Spaced-Bucket Centrifugal-Discharge Elevator

Bahan

: Malleable-iron

Jumlah

: 1 unit

Laju alir

: 18,5737 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. Alat – alat instrumentasi dipasang pada setiap peralatan proses dengan tujuan agar para engineer dapat memantau dan mengontrol kondisi dilapangan. Dengan adanya instrumentasi ini pula, para engineer dapat segera melakukan tindakan apabila terjadi kejanggalan dalam proses. Namun pada dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses didalam pabrik mencapai tingkat kesalahan (error) yang paling minimum sehingga produk dapat dihasilkan secara optimal (Considine, 1985).
Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk, pencatat dan pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolnya dapat dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat – alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat – alat tersebut dipasang diatas papan instrumen dekat peralatan proses yang dikontrol secara manual atau disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan yang dikontrol secara otomatis (Perry, 1999).
Variabel – variabel p