Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sodium Stirena Sulfonat Dari 2-Bromo Etil Benzena Dengan Kapasitas Produksi 35.000 Ton / Tahun

PRA RANCANGAN
PABRIK PEMBUATAN SODIUM STIRENA SULFONAT
DARI 2-BROMO ETIL BENZENA DENGAN
KAPASITAS 35.000 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR

OLEH :

ARZAN MARDINATA
NIM : 060405046

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011

Universitas Sumatera Utara

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN SODIUM STIRENA SULFONAT
DARI 2-BROMO ETIL BENZENA
KAPASITAS PRODUKSI 35.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh :

ARZAN MARDINATA
NIM : 06 0405 046
Telah Diperiksa/Disetujui :
Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Dr. Ir. M Yusuf Ritonga, MT
NIP : 19620819 198903 1 002
Dosen Penguji I

Dr. Ir. M Yusuf Ritonga, MT
NIP. 19620819 198903 1 002

Dr. Zuhrina Masyithah, ST, M.Sc
NIP: 19710905 199512 2 001
Dosen Penguji II

Dosen Penguji III

Ir. Netti Herlina, MT
Ir. Renita Manurung, MT
NIP. 19681214 199702 2 002 NIP : 19680425 199903 2 004

Mengetahui,
Koordinator Tugas Akhir

Ir. Renita Manurung, MT
NIP. 19681214 199702 2 002

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah Swt. atas berkat dan
karuniaNya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul : Pra
Rancangan Pabrik Pembuatan Sodium Stirena Sulfonat Dari 2-Bromo Etil
Benzena Dengan Kapasitas Produksi 35.000 Ton / Tahun.
Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat mengikuti
ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara.
Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, Penulis banyak menerima bantuan
dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini juga, Penulis
mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Dr, Ir, M. Yusuf Ritonga, MT, sebagai dosen pembimbing I yang
telah membimbing dan memberikan masukan serta arahan kepada penulis

selama menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Ibu Dr. Zuhrina Masyithah, ST. M.Sc, sebagai dosen pembimbing II yang
telah memberikan pengarahan pada penulis selama menyelesaikan tugas akhir
ini.
3. Bak dan Mak tercinta yang telah banyak berkorban materi untuk Penulis dan
memberikan didikan, kasih sayang, doa, serta dorongan semangat yang tidak
pernah putus selama ini.
4. Bapak Dr. Eng. Irvan, M.Si Selaku ketua Departemen Teknik Kimia dan Ibu
Dr. Ir. Fatimah, MT. Selaku sekretaris Departemen Teknik Kimia Universitas
Sumatera Utara
5. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai Koordinator tugas akhir.
6. Ibu Ir. Renita Manurung, MT dan Ibu Ir. Netti Herlina, MT selaku dosen
penguji, terima kasih untuk saran dan kritiknya di saat sidang sarjana.

Universitas Sumatera Utara

7. Seluruh staf pengajar Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan ilmu
serta pengalaman yang berharga bagi penulis.
8. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan
bantuan selama Penulis mengenyam pendidikan di Teknik Kimia

9. Dangyan, Bangfi, Ayuk Vera dan yuk Nova, serta keponakanku Faiz dan
Kezia di Bengkulu yang selalu memberi semangat dan doa selama pembuatan
tugas akhir ini.
10. Putri Dei Elvarosa, partner, kakak, dan sekaligus sahabatku. Terimakasih telah
percaya aku bisa, menjadi tanganku saat aku lumpuh dan menjadi kakiku saat
aku tak sanggup berjalan. Terimakasih untuk semua dukungan dan semangat
yang diberikan selama ini.
11. Kak Vivian, Kak Eva, Bang Michael, Lutfi, yang telah berjasa kepada penulis
dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
12. Teman-teman angkatan 2006 yang telah banyak memberikan masukan,
dukungan dan semangat. Terimakasih untuk kebersamaan dan kenangan
selama bertahun-tahun.
13. Adek-adek stambuk 2007-2011 yang telah banyak memberikan dukungan dan
semangat dalam penulisan tugas akhir ini.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis menyadari masih banyak terdapat
kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari
pembaca yang bersifat konstruktif demi kesempurnaan penulisan ini. Akhir kata,
semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua. Terima Kasih.

Medan, November 2011
Penulis

Arzan Mardinata

Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Pembuatan sodium stirena sulfonat secara umum dikenal dengan
menggunakan proses sulfonasi dan dehidrogenasi. Pra rancangan pabrik sodium
stirena sulfonat ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 36.000
ton/tahun dan beropersi selama 330 hari dalam setahun.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah Martubung, Medan
Labuhan dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 22.500 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 150
orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT)
dan bentuk organisasinya adalah organisasi sistem garis.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik sodium stirena sulfonat,
adalah :

Modal Investasi

: Rp 1.150.261.050.351,-

Biaya Produksi

: Rp 1.423.484.026.448,-

Hasil Jual Produk

: Rp 1.925.424.000.000,-.

Laba Bersih

: Rp 359.589.797.052,-

Profit Margin

: 25,9387 %

Break Event Point

: 26,2425%

Return of Investment

: 31,2616 %

Pay Out Time

: 3,1988 tahun

Return on Network

: 52,1026%

Internal Rate of Return

: 41,8545 

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik
pembuatan sodium stirena sulfonat layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...............................................................................................i
INTISARI ............................................................................................................... iii
DAFTAR ISI ........................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ viii
DAFTAR TABEL ...................................................................................................ix
BAB I

BAB II

BAB III

PENDAHULUAN ............................................................................... I-1
1.1

Latar Belakang .................................................................................

1.2

I-1

1.2

Perumusan Masalah .................................................................... I-3

1.3

Tujuan Perancangan Pabrik ......................................................... I-3

1.4

Manfaat Perancangan Pabrik ....................................................... I-3

TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... II-1

2.1

Sodium Stirena Sulfonat ............................................................ II-1

2.2

Kegunaan Sodium Stirena Sulfonat ............................................ II-3

2.3

Jenis-Jenis Proses....................................................................... II-3

2.4

Pemilihan Proses........................................................................ II-4

2.5

Uraian Proses

2.6

Sifat-Sifat Bahan ........................................................................ II-6

......................................................................... II-4

2.6.1

Bahan Baku .................................................................... II-6

2.6.2

Produk ......................................................................... II-10

NERACA MASSA .............................................................................III-1
3.1

Tangki Pencampur 1 (MT-101) .................................................III-1

3.2

Reaktor 1 (RE-201) ...................................................................III-2

3.3

Tangki Pencampur 2 (MT-201) .................................................III-2

3.4

Dekanter 1 (DC-201) ................................................................III-3

3.5

Dekanter 2 (DC-202) ................................................................III-3

3.6

Dekanter 3 (DC-203) ................................................................III-4

3.7

Tangki Pencampur 3 (MT-202) .................................................III-4

3.8

Dekanter 4 (DC-204) ................................................................III-5

3.9

Reaktor 2 (DC-301) ..................................................................III-5

Universitas Sumatera Utara

3.10 Filter Press (FP-301) .................................................................III-6
3.11 Dekanter 5 (DC-301) ...............................................................III-6
3.12 Evaporator (EV-301) ................................................................III-6
3.13 Kristalizer (CR-301) .................................................................III-7
3.14 Sentrifuse (CF-301) ..................................................................III-7
BAB IV

NERACA ENERGI ........................................................................... IV-1
4.1

Heater 1 (E-101) ...................................................................... IV-1

4.2

Heater 2 (E-102) ...................................................................... IV-1

4.3

Reaktor 1 (RE-201)................................................................. IV-1

4.4

Cooler (CO-201) ...................................................................... IV-2

4.5

Tangki Pencampur 2 (MT-201) ................................................ IV-2

4.6

Heater 3 (E-201) ...................................................................... IV-2

4.7

Heater 4 (E-301) ...................................................................... IV-2

4.8

Reaktor 2 (R-301) .................................................................... IV-3

4.9

Evaporator (EV-301) ............................................................... IV-3

4.10 Kristalizer (CR-301) ............................................................... IV-3
BAB V

SPESIFIKASI PERALATAN .............................................................. V-1

BAB VI

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ....................... VI-1
6.1

Instrumentasi ........................................................................... VI-1

6.2

Keselamatan Kerja................................................................. VI-12

6.3

Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Sodium Stirena
Sulfonat ................................................................................. VI-13
6.3.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Ledakan .......... VI-13
6.3.2 Pencegahan terhadap Bahaya Mekanis ....................... VI-15
6.3.3 Pencegahan Terhadap Bahaya Listrik ......................... VI-15
6.3.4 Menggunakan Alat Pelindung Diri ............................. VI-16
6.3.5 Penyediaan Poliklinik di Lokasi Pabrik ...................... VI-16

BAB VII UTILITAS ........................................................................................ VII-1
7.1

Kebutuhan Uap (Steam).......................................................... VII-1

7.2

Kebutuhan Air ........................................................................ VII-2

7.3

Kebutuhan Bahan Kimia ....................................................... VII-13

7.4

Kebutuhan Bahan Listrik ...................................................... VII-13

Universitas Sumatera Utara

BAB VIII

BAB IX

7.5

Kebutuhan Bahan Bakar ....................................................... VII-14

7.6

Unit Pengolahan Limbah ...................................................... VII-15

7.7

Spesifikasi Peralatan Utilitas................................................. VII-18

7.8

Spesifikasi Peralatan Unit Pengolahan Limbah.................... VII-29

LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ...................................... VIII-1
8.1

Lokasi Pabrik......................................................................... VIII-1

8.2

Tata Letak Pabrik .................................................................. VIII-3

8.3

Perincian Luas Tanah ............................................................ VIII-4

ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ..................... IX-1
9.1

Organisasi Perusahaan ........................................................... IX-1
9.1.1 Bentuk Organisasi Garis.................................................. IX-2
9.1.2 Bentuk Organisasi Fungsionil ......................................... IX-2
9.1.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf .................................... IX-3
9.1.4 Bentuk Oranisasi Fungsionil dan Staf.............................. IX-3

BAB X

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

9.6

Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ............................ IX-10

9.7

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

9.8

Tata Tertib ............................................................................. IX-13

9.9

JAMSOSTEK dan Fasilitas Tenaga Kerja .............................. IX-14

ANALISA EKONOMI ........................................................................ X-1
10.1 Modal Investasi........................................................................... X-1
10.1.1 Modal Investasi Tetap / Fixed Capital Investment

(FCI)...X-1
10.1.2 modal Kerja / Working Capital (WC)................................ X-3
10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost...................................... X-4
10.2.1 BiayaTetap / Fixed Cost (FC) .......................................... X-4
10.2.2 Biaya Variabel (BV)/ Variable Cost (VC) ........................ X-5
10.3 Bonus Perusahaan ...................................................................... X-5
10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ....................................................... X-5

Universitas Sumatera Utara

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

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

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... xiii
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1

Grafik Kebutuhan Sodium Stirena Sulfonat.................................... I-2

Gambar 6.1

Instrumentasi Tangki .................................................................. VI-7

Gambar 6.2

Instrumentasi Pompa................................................................... VI-7

Gambar 6.3

Instrumentasi Heater ................................................................... VI-8

Gambar 6.4

Instrumentasi Tangki Pencampur ................................................ VI-8

Gambar 6.5

Instrumentasi Reaktor ................................................................. VI-9

Gambar 6.6

Instrumentasi Cooler ................................................................... VI-9

Gambar 6.7

Instrumentasi Dekanter ............................................................. VI-10

Gambar 6.8

Instrumentasi Evaporator .......................................................... VI-10

Gambar 6.9

Instrumentasi Kristalizer ........................................................... VI-10

Gambar 6.10

Instrumentasi Sentrifuse ............................................................ VI-11

Gambar 6.11

Instrumentasi Screw Conveyer .................................................. VI-11

Gambar 6.12

Instrumentasi Cooling Conveyer ............................................... VI-12

Gambar 8.1

Tata Letak Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Sodium Stirena
Sulfonat ................................................................................. ..VIII-5

Gambar 9.1

Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pra Rancangan
Pabrik Pembuatan Sodium Stirena Sulfonat ............................. IX-17

Gambar LD.1 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower .... LD-25
Gambar LD.2 Kurva Hy terhadap 1/(Hy*– Hy) .............................................. LD-26
Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki ..................................................... LE-5
Gambar LE.2 Grafik BEP .............................................................................. LE-26

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1

Data Kebutuhan Sodium Stirena Sulfonat Indonesia ........................ I-2

Tabel 2.1

Perbandingan Proses Pembuatan Sodium Stirena Sulfonat.............. II-4

Tabel 3.1

Neraca Massa Tangki Pencampur 1 ...............................................III-1

Tabel 3.2

Neraca Massa Reaktor 1 ................................................................III-2

Tabel 3.3

Neraca Massa Tangki Pencampur 2 ...............................................III-2

Tabel 3.4

Neraca Massa Dekanter 1 ..............................................................III-3

Tabel 3.5

Neraca Massa Dekanter 2 ..............................................................III-3

Tabel 3.6

Neraca Massa Dekanter 3 ..............................................................III-4

Tabel 3.7

Neraca Massa Tangki Pencampur 3 ...............................................III-4

Tabel 3.8

Neraca Massa Dekanter 4 ..............................................................III-5

Tabel 3.9

Neraca Massa Reaktor 2 ................................................................III-5

Tabel 3.10

Neraca Massa Filter Press .............................................................III-6

Tabel 3.11

Neraca Massa Dekanter 5 ..............................................................III-6

Tabel 3.12

Neraca Massa Evaporator ..............................................................III-6

Tabel 3.13

Neraca Massa Kristalizer ...............................................................III-7

Tabel 3.14

Neraca Massa Sentrifuse ...............................................................III-7

Tabel 4.1

Neraca energi heater 1 .................................................................. IV-1

Tabel 4.2

Neraca energi heater 2 .................................................................. IV-1

Tabel 4.3

Neraca energi reaktor 1 ................................................................ IV-1

Tabel 4.4

Neraca energi cooler..................................................................... IV-2

Tabel 4.5

Neraca energi tangki pencampur 2 ................................................ IV-2

Tabel 4.6

Neraca energi heater 3 .................................................................. IV-3

Tabel 4.7

Neraca energi heater 4 .................................................................. IV-2

Tabel 4.8

Neraca energi reaktor 2 ............................................................... IV-3

Tabel 4.9

Neraca energi evaporator .............................................................. IV-3

Tabel 4.10

Neraca energi kristalizer ............................................................... IV-3

Tabel 6.1

Data instrumentasi pada pra rancangan pabrik SSS....................... IV-5

Tabel 7.1

Kebutuhan steam sebagai media pemanas .................................... IV-1

Tabel 7.2

Kebutuhan air pendingin 45oC pada alat ....................................... IV-2

Universitas Sumatera Utara

Tabel 7.3

Kebutuhan air pendingin 50oC pada alat ....................................... IV-3

Tabel 7.4

Kebutuhan air proses pabrik sodium stirena sulfonat .................... IV-4

Tabel 7.5

Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan ...................................... IV-5

Tabel 7.6

Kualitas air sungai deli ................................................................. IV-6

Tabel 7.7

Baku mutu air limbah bagi kawasan industri .............................. IV-16

Tabel 8.1

Perincian luas area pabrik sodium stirena sulfonat ........................ IV-6

Tabel 9.1

Jadwal kerja karyawan shift ........................................................ IV-10

Tabel 9.2

Jumlah karyawan dan kualifikasinya .......................................... IV-10

Tabel 9.3

Perincian gaji karyawan ............................................................. IV-11

Tabel A.1.1

Komposisi yang masuk tangki pencampur 1 ................................ LA-3

Tabel A.1.2

Neraca Massa Tangki pencampur 1 ............................................. LA-4

Tabel A.2.1

Komposisi yang masuk reaktor 1 ................................................. LA-5

Tabel A.2.2

Neraca Massa reaktor 1 ............................................................... LA-7

Tabel A.3.1

Neraca Massa tangki pencampur 2 ............................................ LA-10

Tabel A.4.1

Spesifikasi Umpan DC-201 ....................................................... LA-11

Tabel A.4.2

Komposisi yang masuk DC-201 ................................................ LA-11

Tabel A.4.3

Neraca Massa Dekanter 1 .......................................................... LA-16

Tabel A.5.1

Spesifikasi umpan DC-202 ........................................................ LA-17

Tabel A.5.2

Komposisi yang masuk decanter 2............................................. LA-17

Tabel A.5.3

Neraca massa decanter 2 ........................................................... LA-18

Tabel A.6.1

Spesifikasi umpan DC-203 ........................................................ LA-19

Tabel A.6.2

Komposisi yang masuk DC-203 ................................................ LA-19

Tabel A.6.3

Neraca Massa Dekanter 3 .......................................................... LA-21

Tabel A.7.1

Komposisi yang masuk tangki pencampur 3 .............................. LA-22

Tabel A.7.2

neraca massa tabgki pencampur 3.............................................. LA-23

Tabel A.8.1

Spesifikasi umpan DC-204 ........................................................ LA-24

Tabel A.8.2

Komposisi yang masuk DC-204 ................................................ LA-24

Tabel A.8.3

Neraca massa dekanter 4 ........................................................... LA-25

Tabel A.9.1

Aliran Masuk reaktor 2.............................................................. LA-26

Tabel A.9.2

Neraca massa reaktor 2.............................................................. LA-27

Tabel A.10.1 Spesifikasi umpan BC-205 ........................................................ LA-29
Tabel A.10.2 Komposisi yang masuk DC-205 ................................................ LA-29

Universitas Sumatera Utara

Tabel A.10.3 Neraca massa dekanter 5 ........................................................... LA-30
Tabel A.12.1 Neraca massa evaporator ........................................................... LA-31
Tabel A.13.1 Aliran masuk kristalizer ............................................................ LA-32
Tabel A.13.2 Neraca massa keluar kristalizer ................................................. LA-32
Tabel A.14.1 Aliran masuk sentrifuse ............................................................. LA-33
Tabel A.14.2 Neraca massa sentrifuse ............................................................ LA-34
Tabel LB.1

Kontribusi unsure untuk estimasi kapasitas panas padatan ........... LB-2

Tabel LB.2

Nilai gugus pada perhitungan Cpl dengan metode chueh and
swansson.....................................................................................LB-2

Tabel LB.3

Panas pembentukan tiap gugus fungsi ..........................................LB -3

Tabel LB.4

Panas masuk heater E-101 ...........................................................LB -6

Tabel LB.5

Panas keluar heater E-101 ...........................................................LB -6

Tabel LB.6

Panas Masuk heater E-102 ..........................................................LB -8

Tabel LB.7

Panas keluar heater E-102 ...........................................................LB -8

Tabel LB.8

Panas reaksi pembentukan ...........................................................LB -9

Tabel LB.9

Panas keluar reaktor 1 ................................................................LB-10

Tabel LB.10 Panas keluar cooler ................................................................... LB -12
Tabel LB.11 Panas reaksi pembentukan ......................................................... LB -13
Tabel LB.12 Panas keluar tangki pencampur 2 .............................................. LB -14
Tabel LB.13 Panas masuk Heater E-201 ........................................................ LB -15
Tabel LB.14 Panas keluar heater E-201 ......................................................... LB -15
Tabel LB.15 Panas masuk heater E-301 ......................................................... LB -17
Tabel LB.16 Panas keluar heater E-301 ......................................................... LB -17
Tabel LB.17 Panas reaksi pembentukan ........................................................ LB -18
Tabel LB.18 Panas keluar reaktor 2 ............................................................... LB -19
Tabel LB.19 Panas keluar filter press dilanjutkan ke dekanter ........................ LB -21
Tabel LB.20 Panas keluar filter press dilanjutkan ke UPL .............................. LB -21
Tabel LB.21 Panas keluar dekanter dilanjutkan ke evaporator........................ LB -22
Tabel LB.22 Panas keluar dekanter dilanjutkan ke UPL ................................. LB -22
Tabel LB.23 Panas keluar evaporator dilanjutkan ke kristalizer ..................... LB -23
Tabel LB.24 Panas keluar evaporator (uap).................................................... LB -23
Tabel LB.25 Panas keluar kristalizer .............................................................. LB -24

Universitas Sumatera Utara

Tabel LB.26 Panas Masuk cooler conveyor ................................................... LB -26
Tabel LB.27 Panas keluar cooler conveyor .................................................... LB -26
Tabel LE.1

Perincian harga bangunan dan sarana lainnya ............................... LE-1

Tabel LE.2

Harga Indeks Marshall dan Swift ............................................. … LE-3

Tabel LE.3

Estimasi Harga Peralatan Proses ................................................... LE-6

Tabel LE.4

Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ............ LE-8

Tabel LE-5

Biaya Sarana Transportasi .......................................................... LE-11

Tabel LE.6

Perincian Gaji Pegawai ............................................................... LE-14

Tabel LE.7

Perincian Biaya Kas .................................................................... LE-16

Tabel LE.8

Perincian Modal Kerja ................................................................. LE-17

Tabel LE.9

Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia No.17
Tahun 2000.................................................................................. LE-19

Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi sesuai UURI No.17 Tahun 2000 .... LE-19
Tabel LE.11 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR)........................... LE-27

Universitas Sumatera Utara

INTISARI

Pembuatan sodium stirena sulfonat secara umum dikenal dengan
menggunakan proses sulfonasi dan dehidrogenasi. Pra rancangan pabrik sodium
stirena sulfonat ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 36.000
ton/tahun dan beropersi selama 330 hari dalam setahun.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah Martubung, Medan
Labuhan dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 22.500 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 150
orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT)
dan bentuk organisasinya adalah organisasi sistem garis.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik sodium stirena sulfonat,
adalah :
Modal Investasi

: Rp 1.150.261.050.351,-

Biaya Produksi

: Rp 1.423.484.026.448,-

Hasil Jual Produk

: Rp 1.925.424.000.000,-.

Laba Bersih

: Rp 359.589.797.052,-

Profit Margin

: 25,9387 %

Break Event Point

: 26,2425%

Return of Investment

: 31,2616 %

Pay Out Time

: 3,1988 tahun

Return on Network

: 52,1026%

Internal Rate of Return

: 41,8545 

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik
pembuatan sodium stirena sulfonat layak untuk didirikan.

Universitas Sumatera Utara

BAB I
PENDAHULUAN
1.1

Latar Belakang
Pembangunan dewasa ini tertuju pada terwujudnya sektor industri yang kuat

dan maju, sehingga mampu menunjang terciptanya perekonomian yang mandiri
dan handal. Kebijakan sektor industri yang meliputi arah dan tujuan pembangunan
industri, pengembangan industri dengan nilai tambah yang tinggi dan strategis,
makin memperdalam struktur industri secara efisien dan mampu bersaing dengan
industri luar negeri.
Pembangunan sektor industri ditujukan untuk meningkatkan industri yang
mengolah bahan mentah atau setengah jadi menjadi bahan setengah jadi untuk
keperluan industri selanjutnya, dan menjadi bahan jadi yang mempunyai nilai
ekonomi yang lebih tinggi.
Peran sektor industri akan semakin meningkat, baik dalam jumlah
produksi maupun dalam hal penyerapan tenaga kerja. Hal ini disebabkan karena
pembangunan pada sektor industri ditujukan untuk memperkokoh struktur
ekonomi nasional dengan keterkaitan yang kuat dan saling mendukung antar
sektor, meningkatkan daya tahan perekonomian nasional, memperluas lapangan
kerja dan kesempatan usaha sekaligus mendorong berkembangnya kegiatan
berbagai sektor lainnya. Salah satu contoh produk sektor industri adalah senyawa
sodium stirena sulfonat.
Sodium stirena sulfonat memiliki beragam manfaat, baik sebagai bahan
baku maupun bahan penunjang industri kimia, seperti :
1. Sebagai resin penukar ion.
2. Bahan penolong dalam produksi poliester fiber, rayon dan serat
polipropilen.
3. Bahan penolong untuk meningkatkan kualitas warna untuk akrilik dan
bahan katun.
4. Sebagai membran pertukaran proton dalam aplikasi sel bahan bakar.
5. Dalam dunia medis digunakan sebagai bahan campuran serum untuk
mengurangi kadar kalium yang tinggi dalam darah.

Universitas Sumatera Utara

Saat ini kebutuhan sodium stirena sulfonat di Indonesia masih
mengandalkan impor. Dapat kita lihat melalui data impor sodium stirena sulfonat,
dimana terus terjadi peningkatan nilai impor sodium stirena sulfonat dari tahun ke
tahun hingga tahun 2006. Data impor sodium stirena sulfonat (SSS) ditunjukkan
pada tabel 1.1 dan gambar 1.1.
Tabel 1.1 Data Kebutuhan Sodium Stirena Sulfonat Indonesia
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Tahun
2000

Kapasitas (ton)
4.583

2001
2002

7.530
12.078

2003
17.212
2004
22.632
2005
25.502
2006
28.105
Sumber: Badan pusat statistik, 2009

Dari tabel 1.1 dapat dibuat grafik peningkatan jumlah impor sodium stirena
sulfonat yang ditunjukkan pada gambar 1.1. Sehingga dapat diperkirakan
kebutuhan sodium stirena sulfonat di Indonesia pada tahun ke 14 yaitu tahun 2013
adalah : Kapasitas

= 4180,9 (14) + 82,571 (ton/tahun) = 58615.17 ton/tahun

35000
Kapasitas (ton/tahun)

30000
25000
20000
15000

y = 4180.9x + 82.571

10000

R = 0.9884

2

5000
0
2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

Tahun

Keterangan : y = kapasitas sodium stirena sulfonat, ton/tahun
x = tahun ke Gambar 1.1. Grafik Kebutuhan Sodium Stirena Sulfonat Indonesia
Sehingga untuk menutupi kebutuhan sodium stirena sulfonat Indonesia,
pabrik ini dirancang dengan kapasitas 60 % dari kebutuhan yaitu sebanyak 35.000
ton/tahun

dengan

pertimbangan

yaitu

diharapkan

dapat

mengurangi

ketergantungan impor Indonesia dari luar negeri.
Keberadaan pabrik sodium stirena sulfonat ini diharapkan dapat menjadi
pendorong dan menggerakkan perkembangan industri-industri kimia yang

Universitas Sumatera Utara

menggunakan produk ini, baik sebagai bahan baku utama maupun bahan baku
penunjangnya

1.2 Perumusan Masalah
Dengan

minimnya

produksi

sodium

stirena

sulfonat

domestik

mengakibatkan kebutuhan akan sodium stirena sulfonat sangat bergantung kepada
impor sehingga hal ini mendorong untuk dibuatnya suatu pra rancangan pabrik
sodium stirena sulfonat

dengan tujuan memenuhi kebutuhan sodium stirena

sulfonat dalam negeri.
1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik
Pembuatan pra rancangan pabrik pembuatan sodium stirena sulfonat ini
secara umum bertujuan untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kimia khususnya
dibidang perancangan dan operasi teknik kimia. Sedangkan tujuan khususnya
adalah untuk memenuhi kebutuhan sodium stirena sulfonat dalam negeri sehingga
mengurangi ketergantungan terhadap impor sodium stirena sulfonat.
1.4 Manfaat Perancangan
Manfaat pra rancangan pabrik pembuatan sodium stirena sulfonat dari 2
bromo etil benzena adalah memberikan gambaran kelayakan dari segi rancangan
dan ekonomi pabrik sehingga akan membantu pertumbuhan industri di Indonesia.
Hal ini diharapkan akan dapat memenuhi kebutuhan sodium stirena sulfonat
domestik.

Universitas Sumatera Utara

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Sodium Stirena Sulfonat
Sodium stirena sulfonat merupakan senyawa jenis polimer turunan dari

stirena yang mudah larut dalam air, tidak larut dalam alkohol konsentrasi rendah
dan berbentuk kristal halus berwarna putih. Sodium stirena sulfonat atau sering
disebut SSS mempunyai rumus molekul C8 H7SO3Na dan berat molekul 206,2
g/gmol. (Wikipedia,2010).
Pembuatan sodium stirena sulfonat dari -haloethylaryl diproduksi melalui
dua tahap proses, yaitu proses sulfonasi dan dehidrogenasi. Pada awalnya, proses
sulfonasi terjadi dengan mereaksikan sulfur trioksida dengan -haloethylaryl yang
menghasilkan -haloethylaryl sulfonic acid dan senyawa alkali yang akan
didehidrogenasi sehingga menghasilkan senyawa vinylaryl sulfonic acid (Kirk &
othmer, 1967).
Beberapa kekurangan dari proses ini antara lain :
1.

Produk samping berupa sulfone yang terbentuk relatif banyak, dan produk
samping ini tidak berharga sehingga harus dihilangkan.

2.

Produk samping vinylaryl sulfonoc acid anhydride yang terbentuk relatif
banyak sekitar 10 %-30 % berat dari berat basis -haloethylaryl.

3.

Metode sulfonasi secara konvensional berakibat pada adanya haloethylaryl tidak habis bereaksi.

4.

Polimerisasi yang terjadi pada proses dehidrogenasi menurunkan yield
produk.

Dengan metode yang digunakan ini, yield sulfonated vinyl aromatic sulfonic acid
adalah berdasarkan reaktan  -haloethylaryl sebesar 55 %.
Beberapa metode terbaru dari sinsesis sodium stirena sulfonat menunjukkan
bahwa yield dapat mencapai 85%. Metode yang yang digunakan adalah:
1.

Mereaksikan secara bersamaan antara zat pensulfonasi dan -haloethylaryl
dalam suatu larutan dengan pelarut inert polychlorinated aliphatic
hydrocarbon.

Universitas Sumatera Utara

2.

Mendiamkan produk hasil reaksi sulfonasi selama kurang lebih 4 jam
sehingga tercapai reaksi sulfonasi yang sempurna.

3.

Menambahkan air sebanyak 0,5%-5% dari berat sulfonic acid yang
tergantung dari banyaknya zat pensulfonasi berlebih untuk menghidrolisis
produk samping sulfonic acid anhydride menjadi sulfonic acid.

4.

Menambahkan larutan kaustik soda untuk membentuk sulfonate salt untuk
menetralkan asam yang berlebihan dan menetralkan senyawa hidrogen
halida pada proses dehidrogenasi.

5.

Flash destilasi pada pelarut inert.

6.

Menghilangkan senyawa-senyawa yang tidak larut pada larutan.

7.

Dilakukan pemanasan pada proses dehidrogenasi selesai untuk mencegah
terjadinya polimerisasi.

8.

Memperbaiki kondisi vinylaryl sulfonate sebagai produk dengan cara spray
drying atau kristalisasi.

-haloethylaryl disulfonasi pada kisaran suhu -20oC - 80 C dengan jumlah
perbandingan molar ekuivalensi 1 –2 dari sulfur trioksida, apabila di bawah 1
molar maka reaksi cenderung tidak sempurna, tetapi apabila diatas 2 molar maka
proses menjadi tidak ekonomis. Dalam proses sulfonasi -haloethylaryl berwujud
larutan dengan konsentrasi 5%-30% dalam pelarut polychlorinated aliphatic
hydrocarbon. Zat pensulfonasi dapat berupa SO3 dan H2SO4.
Pada proses sulfonasi pelarut yang digunakan adalah metilen klorida, karena
pelarut ini memiliki titik didih yang tinggi, inert, relatif murah, dan tidak dapat
larut dalam air (Groggins, 1980).
Proses dehidrogenasi berlangsung pada kisaran suhu 50 C-100 C, selama
1-2 jam. Selama proses dehidrogenasi dimasukkan udara atau oksigen untuk
meminimalisasi polimerisasi (Patent. US, 1963). Pada proses dehidrogenasi
larutan kaustik soda yang digunakan adalah NaOH, karena NaOH, realtif lebih
murah dan lebih mudah pengadaannya dan sudah digunakan secara luas dalam
dunia industri. NaOH mudah larut dalam air dan merupakan alkali yang kuat
(Kirk & Othmer, 1967).

Universitas Sumatera Utara

2.2 Kegunaan Sodium Stirena Sulfonat
Sodium stirena sulfonat memiliki banyak kegunaan yaitu antara lain
sebagai:
1.

Sebagai resin penukar ion.

2.

Bahan penolong dalam produksi poliester fiber, rayon dan serat
polipropilen.

3.

Bahan penolong untuk meningkatkan kualitas warna untuk akrilik dan
bahan katun

4.

Sebagai membran pertukaran proton dalam aplikasi sel bahan bakar.

5.

Dalam dunia medis digunakan sebagai bahan campuran serum untuk
mengurangi kadar kalium yang tinggi dalam darah.

2.3. Jenis-jenis Proses
Proses pembuatan sodium stirena sulfonat ada dua cara, yaitu:
1. Sulfonasi SO3
2-bromo etil benzena (C8 H9SO3Br) dan metilen klorida (CH2Cl2) dipompa
masuk ke dalam reaktor alir tangki berpengaduk (RATB). Sulfur trioksida
dimasukkan ke dalam RATB tempat terjadinya reaksi sulfonasi. Proses
sulfonasi berlangsung pada kisaran suhu –20 oC - 80C. Proses ini
menghasilkan konversi sebesar 90%. Setelah ditambahkan inhibitor 10 %
larutan sodium stirena sulfonat (Yield 85%), dikristalisasi. Analisis hasil
akhir sodium stirena sulfonat 95%-98 % dan air 2% - 5%.

2. Sulfonasi H2SO4
Pada sulfonasi H2SO4, asam sulfat yang digunakan adalah H2SO4 98 %.
2-bromo etil benzena (C8 H9SO3Br) dan metilen klorida (CH2Cl2)
dioperasikan dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB). Reaksi
terjadi pada suhu yang rendah antara 30-55C. Proses ini menghasilkan
konversi 55-65%, dan yield sebesar 85% (Goodshaw, 1963).

Universitas Sumatera Utara

2.4 Pemilihan Proses
Pemilihan proses dilakukan dengan membandingkan keuntungan dan
kerugian semua proses pembuatan sodium stirena sulfonat yang telah
diuraikan di atas sebagai berikut:
Tabel 2.1. Perbandingan proses pembuatan sodium stirena sulfonat
No
1
3
4
5

Keterangan
Kondisi
Operasi
Yield
Konversi
∆GReaksi

Sulfonasi SO3
1 atm,
-20-80 oC
85%
Reaktor I : 90 %
- 22995 Btu/lbmol

Jenis Proses
Sulfonasi H2SO4
1 atm,
30-55 oC
85%
55-65 %
- 24167 Btu/lbmol

Pemilihan proses dilakukan dengan membandingkan keuntungan dan kerugian
semua proses pembuatan sodium stirena sulfonat yang telah diuraikan di atas.
Berdasarkan dua metode proses produksi tersebut, maka dipilih menggunakan
metode proses yang pertama yaitu proses produksi sodium stirena sulfonat dengan
menggunakan metode sulfonasi SO3 preparation, karena pertimbangan konversi
dan kemurnian sodium stirena sulfonat yang dihasilkan lebih besar dari metode
proses yang kedua.

2.5

Uraian Proses
Proses pembuatan sodium stirena sulfonat dari 2-bromo etil benzena dengan

proses sulfonasi SO3 adalah sebagai berikut: Mula-mula 2-bromo etil benzena dari
tangki penyimpanan dilarutkan dengan metilen klorida yang berasal dari tangki
penyimpanan di dalam tangki pencampur 1 dengan tujuan untuk melarutkan 2bromo etil benzena, kemudian 2-bromo etil benzena dan metilen klorida yang
keluar dari tangki pencampur 1 dan SO3 yang keluar dari tangki penyimpan
dipompa menuju reaktor 1. Kondisi reaksi pada reaktor adalah pada suhu 50 C,
tekanan 1 atm, dan konversi

90 % terhadap C8H9SO3Br. Sulfur trioksida yang

digunakan dalam proses sulfonasi pada reaktor tidak hanya mensulfonasi 2-bromo
etil benzena tapi juga mengakibatkan terjadinya reaksi samping. Reaksi samping
ini biasanya terjadi pada suhu diatas 50 C, karena alasan tersebut di atas maka

Universitas Sumatera Utara

dalam proses ini reaksi sulfonasi biasanya dilakukan pada pada kisaran suhu
antara –10C-50 C.
Reaktor yang dipakai adalah reaktor pipa lapis tipis yang dilengkapi dengan
pemanas karena reaksi bersifat endotermis, sehingga untuk menjaga suhu agar
selalu konstan maka pada reaktor I dilengkapi dengan steam pemanas.
Reaksi Pada Reaktor I :
C8H9Br(ℓ) + SO3(g)

C8H9SO3Br(ℓ)

Hasil reaksi dari reaktor 1 dipompa ke tangki pencampur 2 dan ditambahkan
H2O, untuk merubah SO3 menjadi H2SO4 pekat. Hasil dari tangki pencampur
dipompa ke dekanter 1 kemudian dipisahkan, hasil atas berupa fraksi ringan dari
dekanter 1 dipompa masuk ke dekanter 2, sedangkan hasil bawah berupa fraksi
berat dari dekanter 1 menuju dekanter 3. Di dalam dekanter 2 terjadi pemisahan
untuk memisahkan CH2Cl2 yang akan di recycle ke tangki bahan baku CH2Cl2 dan
dipisahkan dari komponen lain yang tidak diinginkan untuk dikirim ke unit
pengolahan limbah (UPL). Hasil atas dekanter 3 masih mengandung komponen
C8H9Br yang tidak diinginkan kemudian dicampur dengan H2SO4 pekat di dalam
tangki pencampur 3 untuk mengikat C8 H9Br yang masih ada. Keluaran tangki
pencampur 3 kemudian dipompa menuju dekanter 4 untuk memisahkan C8 H9Br
dengan C8 H9SO3Br yang akan di reaksikan di dalam Reaktor 2.
Reaksi Pada Reaktor II :
C8H9SO3Br(ℓ) + 2 NaOH(l)

C8H7SO3Na(ℓ) + 2H2O(ℓ) + NaBr(s)

Reaktor yang dipakai adalah reaktor alir tangki berpengaduk yang
dilengkapi dengan pemanas karena reaksi bersifat eksotermis. Kondisi reaksi pada
reaktor yang kedua adalah pada suhu 75C, tekanan 1 atm, dan konversi 80 %.
Kemudian hasil dari reaktor 2 dipompa ke dalam filter press untuk
menyaring padatan NaBr. Selanjutnya hasil bawah dari filter press berupa filtrat
akan dimasukkan ke dalam dekanter 5 untuk memisahkan C8 H9SO3Br dari
komponen lain. Kemudian aliran atas berupa C8H7SO3Na dan air dimasukkan
kedalam evaporator untuk menguapkan sebagian besar air. C8H7SO3Na pekat
hasil evaporator akan dikristalkan di dalam kristalizer. Keluaran kristalizer berupa
kristal akan didinginkan di dalam cooler conveyor dan siap dikemas.

Universitas Sumatera Utara

2.4 Sifat Sifat Bahan
Bahan Baku
1.

2 Bromo etil benzena ( C8H9Br )
Fase

: Cair

Kemurnian, %

: 98

Impuritas, %

: 2 (C2H4Br2)

Berat molekul, Kg/Kgmol

: 185

Titik didih, C

: 203

Cp rata-rata, J/mol.K

: 231,95

Viskositas,

: 15,8966 cP
o

Densitas, gr/ml, 25 C

: 1700,611 kg/m3

Panas pembentukan, 25 C, kkal/grol

: 13,11

Panas laten penguapan, 25 C, kkal/kg

: 44,3827

Konduktivitas panas, w/m-k

: 0,17945-0,00015865T

Kelarutan

: 0,9156 gr C 8 H 9 Br

grH 2 SO 4

2. Etilen bromida (C2H4Br2)
Fase

: Cair

Berat molekul, Kg/Kgmol

: 188

Titik didih, C

: 131,4

Titik Beku

: 9,9

Viskositas, pascal-sec

: 1,6177 cP

Densitas, kmol/m3

: 2169 kg/m3

Kapasitas panas, J/kmol oK

: 133,5916

Panas pembentukan, 25 C, kkal/grol

: 0,067

Panas laten penguapan, 25 C, kkal/kg

: 44,3827

Konduktivitas panas, w/m-k

: 0,1347-0,000114T

Kelarutan

: 0,8597

gr C 8 H 9 Br

grH 2 SO 4

Universitas Sumatera Utara

3. NaOH 50 %

Fase

: Cair

Kemurnian, %

: 50

Impuritas, %

: 50 (H2O)

Berat molekul, Kg/Kgmol

: 40

Titik didih, C

: 170

Viskositas, pascal-sec

: 20 cP

Densitas, Kg/m3

: 1.353,0020

Kapasitas panas pada 25 oC, J/kmol oK

: 4.862.683,632

Panas pembentukan, 25 C, kkal/grol

: -102,506

Konduktivitas panas, Btu/J ft2 F

: 0,881

4. SO3
Fase

: Cair

Kemurnian, %

: 95

Impuritas, %

: 5 (B2O3)

Berat molekul, Kg/Kgmol

: 80

Titik didih, C

: 44,8

Viskositas, pascal-sec
Densitas, Kmol/m

3

: 1,28 cP
: 1920 kg/m3

Kapasitas panas pada 25 C, J/Kmol.K

: 148,6863

Panas pembentukan, 25 C, kkal/grol

: -94,534

Konduktivitas panas, w/m-k

: 0,928 –0,0030T + 2,66.10-6T2

5. B2O3
Fase

: Cair

Berat molekul, Kg/Kgmol

: 69,64

Titik didih, C

: 2250

Viskositas, Pascal-sec

: 7,9393 cP

Universitas Sumatera Utara

Densitas, Kmol/m3

: 2.460 kg/m3

Kapasitas panas pada 25 oC, J/kmol ok

: 420,4920

Panas pembentukan, 25 C, kkal/grol

: -300,98

Kelarutan

: tidak larut dalam asam encer

6. Metilen klorida (CH2Cl2)
Fase

: Cair

Kemurnian, %

: 98,5

Impuritas, %

: 1,5 (C6H4Cl2)

Berat molekul, Kg/Kgmol

: 85

Titik didih, C

: 39,9

Viskositas, Pascal-sec

: 0,4173 cP

Densitas, Kmol/m3

: 1.318 kg/m3

Kapasitas panas pada 25 oC, J/kmol ok

: 101,9581

Panas laten penguapan, 25 C, kkal/kg

: 78,7

Konduktivitas panas, W/m-k

: 0,2384 – 0,00003366T

Kelarutan

: 10,67 grCH 2 Cl 2

grC 8 H 9 Br

7. Dichloro Benzene (C6H4Cl2)
Fase

: Cair

Berat molekul, Kg/Kgmol

: 147,004

Titik didih, C

: 179

Titik beku, oC

: 16,7

Viskositas, Pascal-sec

: 0,2277 cP

Densitas, Kmol/m3

: 4750 kg/m3

Kapasitas panas pada 25 oC, J/kmol ok

: 491,6927

Konduktivitas panas, W/m-k

: 0,1609 – 0,0001667T

Kelarutan

: tidak larut dalam asam pekat

Universitas Sumatera Utara

8. H2O
Fase

: Cair

Berat molekul, Kg/Kgmol

: 18

Titik didih, C

: 100

Titik beku, C

:0

Viskositas, Pascal-sec

: 0,8007 cP

Densitas, Kmol/m3

: 998 kg/m3

Kapasitas panas pada 25 oC, J/kmol ok

: 74,6259

Panas pembentukan, 25 C, kkal/grol

: -68,084

Konduktivitas panas, W/m-k

: -0,42 + 0,0056T – 8,505.10-6T2

9. H2SO4
Fase

: Cair

Kemurnian

: 98 %

Impuritas

:2%

Berat molekul, Kg/Kgmol

: 98

Titik didih, F

: 638,33

Viskositas, Pascal-sec

: 26,7 cP

Densitas, Kmol/m3

: 1840 kg/m3

Kapasitas panas pada 25 oC, J/kmol ok

: 139,16

Panas pembentukan, Btu/Lbmol

: -316048

Konduktivitas panas, W/m-k

: 0,01424 + 0,0010703T

Produk
1. Sodium Stirena Sulfonat (C8H7SO3Na)
Fase

: Cair

Kemurnian, %

: 95 %

Impuritas, %

: 5 % (C8H9SO3Br)

Berat molekul, Kg/Kgmol

: 206

Titik didih, C

: 309,4

Titik beku, C

: 49,6

Densitas,

: 1.161,871 kg/m3

Universitas Sumatera Utara

Viskositas

: 5,1 cP

Kapasitas panas pada 25 oC J/kmol ok

: 218,85

Panas pembentukan, 25 C, kkal/grol

: 13,11

Panas laten penguapan, 25 C, kkal/kg

: 51,1079

2. 2 Bromo etil benzena Sulfonat (C8H9SO3Br)
Fase

: Cair

Kemurnian, %

: 92 %

Impuritas, %

: 8 % (C8H7SO3Na)

Berat molekul, Kg/Kgmol

: 265

Titik didih, C

: 302,468

Densitas, gr/ml

: 1.694,5 kg/m3

Viskositas, Pascal-sec

: 14,3102 cP
o

Kapasitas panas pada 25 C J/mol.K

: 367,26

Konduktivitas panas, W/m-k

: 0,17935 + - 0,00015865T

Panas pembentukan, 25 C, kkal/grol

: -87,957

Panas laten penguapan, 25 C, kkal/kg

: 38,1259

Kelarutan

: tidak larut dalam air dan
larutan basa.

3. NaBr
Fase

: Padat pada suhu diatas 50oC

Berat molekul, Kg/Kgmol

: 102,894

Titik didih, C

: 707 oC

Densitas, gr/ml

: 1174,5 kg/m3

Viskositas, Pascal-sec

: 4,8 cP

Kelarutan

: 90 gr/100 bagian air

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

BAB III
NERACA MASSA

Hasil Perhitungan neraca massa pada proses pembuatan sodium stirena
sulfonat dari 2-bromo etil benzena dan sulfur trioksida dengan kapasitas produksi
35.000 ton/tahun diuraikan sebagai berikut:
Kapasitas produksi

: 35.000 ton/tahun

Basis perhitungan

: 1 jam operasi

Waktu operasi

: 330 hari/tahun

Bahan baku

: C8H9 Br dan SO3

Produk

: Sodium stirena sulfonat (C8 H7SO3Na)

3.1

Tangki Pencampur 1 (MT-101)

Tabel 3.1 Neraca Massa Tangki Pencampur I :
Komponen
C8H9Br

Massa Masuk
F1 (kg)

Massa Keluar
F3 (kg)

F2 (kg)

5.987, 3698

0

5.987, 3698

122, 1911

0

122, 1911

CH2Cl2

0

63.885,2361

63.885,2361

C6H4Cl2

0

972,8716

972,8716

6.109.5610

64.858.1077

C2H4Br2

Total

70.967,6687

70.967,6687

Universitas Sumatera Utara

3.2 Reaktor 1 (RE-201)
Tabel 3.2 Neraca Massa Reaktor I :
Massa Masuk
Komponen
C8H9Br

F6

Massa Keluar
F7

F5

5.987, 3698

0

598,7369

122, 1911

0

122,1911

63.885,2361

0

63.885,2361

972,8716

0

972,8716

SO3

0

2.996,2951

518,1049

B2O3

0

2.849,7372

149,9861

C8H9SO3Br

0

149,9861

7.720,2360

C2H4Br2
CH2Cl2
C6H4Cl2

Total

70.967,6687

2.999.7233

73.967,3921

73.967,3921

3. 3 Tangki Pencampur 2 (MT-201)
Tabel 3.3 Neraca Massa Tangki Pencampur 2 :
Komponen

Massa Masuk
F8

Massa Keluar
F10

F9

C8H9Br

598,7369

0

598,7369

C2H4Br2

122,1911

0

122,1911

63.885,2361

0

63.885,2361

C6H4Cl2

972,8716

0

972,8716

SO3

518,1049

0

0

B2O3

149,9861

0

149,9861

7.720,2360

0

7.720,2360

H2O

0

157,7561

135,1709

H2SO4

0

0

540,6836

CH2Cl2

C8H9SO3Br

73.967,3921
Total

157,7561

74.125,1192

74.125,1192

Universitas Sumatera Utara

3.4 Dekanter 1 (DC-201)
Tabel 3.4 Neraca Massa Dekanter 1 (DC-201)
Massa Keluar
Massa Masuk
Komponen
10
11
F (kg)
F (kg)
F12 (kg)
C8H9Br

598,7369

103,6869

495,0599

C2H4Br2

122,1911

0,5609

121,6302

63.885,2361 63.883,4789

1,7572

CH2Cl2
C6H4Cl2

972,8716

970,2493

2,6233

B2O3

149,9861

2,9737

147,0123

7.720,2360

0

7720,2360

H2O

135,1709

0,0907

135,0801

H2SO4

540,6836

0,3631

540,3205

C8H9SO3Br

Total

74.125,1192

64.961,4038 9.163,7088
74.125,1192

3.5 Dekanter 2 (DC-202)
Tabel 3.5 Neraca Massa Dekanter 2 (DC- 202) :
Komponen

Massa Masuk

Massa Masuk
11

F (kg)

34

F33 (kg)

F (kg)

C2H4Br2

0,5609

0,5609

0

H2SO4

0,3631

0,3631

0

B2O3

2,9737

2,9737

0

C8H9Br

103,6869

103,6869

0

CH2Cl2

63.883,4789

0

63.883,4789

970,2493

0

970,2493

0,0907

0,0907

0

C6H4Cl2
H2O
Total

64.961,4038

107,6756

64.853,7282

64.961,4038

Universitas Sumatera Utara

3.6 Dekanter 3 (DC-203)
Tabel 3.6 Neraca Massa Dekanter 3 (DC- 203) :
Komponen

Massa Keluar

Massa Masuk
F12 (kg)

F13 (kg)

F14 (kg)

C8H9Br

495,0599

0,3325

494,7175

C2H4Br2

121,6302

0

121,6302

CH2Cl2

1,7572

0

1,7572

C6H4Cl2

2,6233

0

2,6233

147,0123

0

147,0123

7720,2360

7.720,2360

0

H2O

135,0801

0

135,0801

H2SO4

540,3205

0

540,3205

B2O3
C8H9SO3Br

7.720,5685
Total

1.443,1403

9.163,7088
9.163,7088

3.7 Tangki Pencampur 3 (MT-202)
Tabel 3.7 Neraca Massa Tangki Pencampur (MT-202) :
Massa Masuk
Komponen
C8H9Br

13

F (kg)

Massa Keluar

15

F (kg)

F16