Prarancangan pabrik sodium sulfat dari sodium klorida dan sulfur kapasitas 30.000 ton/tahun: perancangan reaktor (RE-201)
ABSTRAK
PRARANCANGAN PABRIK SODIUM SULFAT DARI SODIUM
KLORIDA DAN SULFUR
KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN
(Perancangan Reaktor -201 (RE-201))
Oleh
DERY WIDIANA
Pabrik Sodium Sulfat berbahan baku Sodium Klorida dan Sulfur,
direncanakan didirikan di Cilegon, Banten. Pendiriaan pabrik berasarkan atas
pertimbangan akan ketersediaan bahan baku, sarana transportasi yang memadai,
tenaga kerja yang mudah didapatkan dan kondisi lingkungan.
Pabrik direncanakan memproduksi Sodium Sulfat sebanyak 30.000
ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang
digunakan adalah Sodium Klorida sebanyak 3.120,017 kg/jam dan Sulfur
sebanyak 1.003,624 kg/jam.
Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik terdiri dari unit pengadaan air,
pengadaan listrik, pengadaan gas oksigen dan udara instrument, pengadaan
refrigerant, pengadaan gas sulfur dioksida dan pengadaan steam.
Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur
organisasi line dan staff dengan jumlah karyawan sebanyak 175 orang.
Dari analisis ekonomi diperoleh:
Fixed Capital Investment
(FCI)
= Rp 356.186.148.246
Working Capital Investment
(WCI)
= Rp 62.856.379.102
Total Capital Investment
(TCI)
= Rp 419.042.527.348
Break Even Point
(BEP)
= 28,96 %
Shut Down Point
(SDP)
= 13,37 %
Pay Out Time before taxes
(POT)b
= 1,44 tahun
Pay Out Time after taxes
(POT)a
= 1,74 tahun
Return on Investment before taxes
(ROI)b
= 42,97 %
Return on Investment after taxes
(ROI)a
= 40,27 %
Discounted cash flow
(DCF)
= 47,95 %
Mempertimbangkan paparan di atas, sudah selayaknya pendirian pabrik Sodium
Sulfat ini dikaji lebih lanjut, karena merupakan pabrik yang menguntungkan dan
mempunyai masa depan yang baik.
ABSTRACT
MANUFACTURING OF SODIUM SULFATE FROM SODIUM
CHLORIDE AND SULFUR WITH CAPACITY 30.000 TONS/YEAR
(Design of Reactor-201 (RE-201))
By
DERY WIDIANA
Sodium Sulfate plant with raw materials, sodium chloride and sulfur is
planned to be built in Cilegon, Banten. Establishment of this plant is based on
some consideration due to the raw material resourcess, the transportation, the
labors availability and also the environmental condition.
This plant is meant to produce 30,000 tons/year with 330 working days in
a year. The raw materials used consist of 3,120.017 kg/hour of sodium chloride
and 1,003.624 kg/hour of sulfur.
The utility units consist of water supply system, power generation system,
oxygen gas and air supply system, refrigerant supply system, sulfur dioxide gas
supply system and steam supply system.
The bussines entity form is Limited Liability Company (Ltd) using line
and staff organizational structure with 175 labors.
From the economic analysis, it is obtained that:
Fixed Capital Investment
(FCI)
= Rp 356,186,148,246
Working Capital Investment
(WCI)
= Rp 62.856,379,102
Total Capital Investment
(TCI)
= Rp 419,042,527,348
Break Even Point
(BEP)
= 28.96 %
Shut Down Point
(SDP)
= 13.37 %
Pay Out Time before taxes
(POT)b
= 1.44 year
Pay Out Time after taxes
(POT)a
= 1.74 year
Return on Investment before taxes
(ROI)b
= 42.97 %
Return on Investment after taxes
(ROI)a
= 40.27 %
Discounted cash flow
(DCF)
= 47.95 %
Considering the summary above, it is proper to study the establishment of
Sodium Sulfate plant further, because the plant is profitable and has good
prospects.
PRARANCANGAN PABRIK SODIUM SULFAT
DARI SODIUM KLORIDA DAN SULFUR
KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN
(Tugas Khusus Reaktor (RE-201))
Oleh
DERY WIDIANA
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar
Sarjana Teknik
Pada
Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2014
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandar Lampung, pada tanggal 30
Desember 1990, sebagai putri pertama dari dua bersaudara,
dari pasangan Bapak Hendry Syahrul dan Ibu Deswita.
Penulis menyelesaikan pendidikan Taman Kanak-Kanak di
TK Al-Azhar 2 Way Halim, Bandar Lampung pada tahun 1997. Sekolah Dasar di
SD Al-Azhar 2 Way Halim, Bandar Lampung pada tahun 2003, Sekolah
Menengah Pertama di SMP Negeri 1 Bandar Lampung pada tahun 2006, dan
Sekolah Menengah Umum di SMA Negeri 2 Bandar Lampung pada tahun 2009.
Pada tahun 2009, penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui Seleksi Penerimaan Mahasiswa
Baru (SPMB) 2009.
Pada tahun 2012, penulis melakukan Kerja Praktek di PT PERTAMINA RU II
Dumai, Riau dengan Tugas Khusus “Evaluasi Kinerja Pressure Safety Valve”.
Selain itu, penulis melakukan penelitian dengan judul “Sintesis H-ZSM-5 dari
Zeolit Alam Lampung (ZAL) dengan Sumber Silika Penambah Bagasse Fly Ash
(BFA)”, dimana penelitian tersebut dipublikasikan pada Prosiding Seminar
Nasional Teknik Kimia Teknologi Oleo dan Petrokimia Indonesia 2013.
Sebuah Karya kecilku....
Dengan segenap hati kupersembahkan tugas akhir ini kepada:
Allah SWT,
Atas kehendak-Nya semua ini ada
Atas rahmat-Nya semua ini aku dapatkan
Atas kekuatan dari-Nya aku bisa bertahan.
Orang tuaku sebagai tanda baktiku, terima kasih atas segalanya,
doa, kasih sayang, pengorbanan, dan keikhlasannya.
Ini hanyalah setitik balasan yang tidak bisa dibandingkan dengan
berjuta-juta pengorbanan dan kasih sayang
yang tidak setara dengan apapun di dunia ini.
Adikku atas segalanya, do’a, kasih sayang dan dukungan.
Para pengajar sebagai tanda hormatku,
terima kasih atas ilmu yang telah diberikan.
Serta tak lupa kupersembahkan kepada Almamaterku tercinta,
semoga kelak berguna dikemudian hari.
MOTO
There’s nothing to be unable to do,
Keep on doing the best to find out,
Keep on working hard to reach the dreams,
Where there’s a will, there’s a way,
There will be nothing to lose.
Bismillahirrahmanirrahim..
SANWACANA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat dan karunia-Nya, sehingga tugas akhir ini dengan judul “Prarancangan
Pabrik Sodium Sulfat dari Sodium Klorida dan Sulfur kapasitas 30.000 ton/tahun ”
dapat diselesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat guna
memperoleh derajat kesarjanaan (S-1) di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Lampung.
Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari beberapa
pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Ir. Azhar, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas
Lampung dan Dosen Pembimbing I, yang telah memberikan ilmu, pengarahan,
bimbingan, kritik dan saran selama penyelesaian tugas akhir. Semoga ilmu
bermanfaat yang diberikan dapat berguna dikemudian hari.
2. Ibu Panca Nugrahini F, S.T.,M.T., selaku Dosen Pembimbing II, yang telah
memberikan ilmu, pengarahan, bimbingan, kritik dan saran selama
penyelesaian tugas akhir. Semoga ilmu bermanfaat yang diberikan dapat
berguna dikemudian hari.
3. Bapak Edwin Azwar, S.T., Pg.D., M.TA., Ph.D. dan Ibu Simparmin Br.
Ginting, S.T., M.T., selaku Dosen Penguji yang telah memberikan kritik dan
saran, juga selaku dosen atas semua ilmu yang telah penulis dapatkan.
4. Seluruh Dosen Teknik Kimia Universitas Lampung, atas semua ilmu dan
bekal masa depan yang akan selalu bermanfaat.
5. Keluargaku tercinta, Papa dan Mama, atas segala dukungan, pengorbanan,
doa, cinta dan kasih sayang yang selalu mengiringi di setiap langkahku.
Adikku (Aulia Ramadhani), atas do’a, dukungan, bantuan dan kasih sayang.
Semoga Allah SWT memberikan perlindungan dan Karunia-Nya.
6. Ngudi Waluyo selaku rekan seperjuangan dalam suka dan duka yang telah
membantu penulis dalam penyelesaian laporan tugas akhir.
7. Teman-teman seperjuangan di Teknik Kimia: Mu’arif, Ina, Juni, Tri, Wiwit,
Manuel, Vian, Ridho, Adek, Doni, Dilla, Innes, Tiya, Tosti, Lidia, Hermanto,
Andi, Ardi, Ahdan, kakak-kakak serta adik-adik angkatan: mba Ayu, kak
Kenjiro, mba Muti, mba April, kak Hari, mba Mela, mba Monika, mba Anis,
Ira, Niko, Amel serta kakak-kakak dan adik-adik angkatan yang lain yang
tidak bisa disebutkan satu persatu. Terimakasih atas bantuan dan
dukungannya selama penulis menyelesaikan tugas akhir ini.
8. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.
Semoga Allah SWT membalas kebaikan mereka terhadap penulis dan semoga
skripsi ini berguna di kemudian hari.
Bandar Lampung, 27 November 2014
Penulis,
Dery Widiana
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL
iii
DAFTAR GAMBAR
vi
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ......................................................................................
B. Kegunaan Produk ..................................................................................
C. Ketersediaan Bahan Baku ......................................................................
D. Lokasi Pabrik .........................................................................................
E. Analisis Pasar .........................................................................................
F. Kapasitas Pabrik .....................................................................................
1
3
3
4
6
7
II. DESKRIPSI PROSES
A. Jenis- Jenis Proses .................................................................................
a. Pembuatan sodium sulfat dari natural source ..................................
b. Pembuatan sodium sulfat pada industri kimia .................................
B. Pemilihan Proses....................................................................................
a. Proses Mannheim .............................................................................
b. Proses Hargreaves-Robinson ...........................................................
C. Uraian Proses .........................................................................................
26
26
28
30
31
36
42
III. SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK
A. Spesifikasi Bahan Baku .........................................................................
B. Spesifikasi Produk Utama .....................................................................
C. Spesifikasi Produk Samping ..................................................................
45
50
50
IV. NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
A. Neraca Massa .........................................................................................
B. Neraca Energi ........................................................................................
52
55
V. SPESIFIKASI PERALATAN
A. Peralatan Proses ....................................................................................
B. Peralatan Utilitas ...................................................................................
59
76
VI. UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH
A. Unit Pendukung Proses (Utilitas) ..........................................................
1. Unit Penyedia dan Pengolahan air ....................................................
107
107
2. Unit Pembangkit dan Pendistribusian Listrik (Power Plant and
Power Distribution System) ..............................................................
3. Unit Penyediaan Oksigen dan Udara Instrumen ..............................
4. Unit Refrigerant (Refrigerant System) ..............................................
5. Unit Penyedia Sulfur Dioksida .........................................................
6. Unit Penyedia Steam.........................................................................
B. Pengolahan Limbah ...............................................................................
C. Laboratorium .........................................................................................
D. Instrumentasi dan Pengendalian Proses ................................................
121
122
123
124
125
126
131
134
VII. TATA LETAK DAN LOKASI PABRIK
A. Lokasi Pabrik ........................................................................................
B. Tata Letak Pabrik ..................................................................................
C. Estimasi Area Pabrik ............................................................................
137
140
142
VIII. ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN
A.
B.
C.
D.
E.
F.
G.
Bentuk Perusahaan ...............................................................................
Struktur Organisasi Perusahaan ...........................................................
Tugas dan Wewenang ..........................................................................
Status Karyawan dan Sistem Penggajian .............................................
Pembagian Jam Kerja Karyawan .........................................................
Penggolongan Jabatan dan Jumlah Karyawan .....................................
Kesejahteraan Karyawan ......................................................................
147
150
153
160
161
164
168
XI. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI
A.
B.
C.
D.
Investasi .............................................................................................
Evaluasi Ekonomi .................................................................................
Angsuran Pinjaman ..............................................................................
Discounted Cash Flow (DCF) ..............................................................
173
176
178
178
X. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ...........................................................................................
B. Saran ......................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
180
180
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1.1. Perusahaan yang memproduksi/mendistribusikan bahan baku
4
1.2. Data impor sodium sulfat di Indonesia tahun 2007-2012 .........
7
1.3. Data ekspor sodium sulfat di Indonesia tahun 2007-2012........
7
1.4. Produksi Rayon PT Indo Barat Rayon dan PT South Pasific
Viscose ......................................................................................
8
1.5. Pabrik – pabrik industri kimia yang memproduksi sodium
sulfat..........................................................................................
8
1.6. Kebutuhan sodium sulfat pada industri kertas ..........................
11
1.7. Kebutuhan sodium sulfat pada industri detergen ......................
12
1.8. Kebutuhan sodium sulfat pada industri kaca ............................
13
1.9. Kebutuhan sodium sulfat pada industri tekstil ..........................
14
1.10. Pabrik – pabrik sasaran pemasaran sodium sulfat ....................
16
1.11. Penggunaan sodium sulfat PT Cipta Paperia tahun 2010-2013
16
1.12. Penggunaan sodium sulfat PT Indah Kiat Pulp & Paper Tbk
tahun 2005 -2010 ......................................................................
17
1.13. Penggunaan sodium sulfat PT Sinar Antjol tahun 2010-2013 ..
18
1.14. Penggunaan sodium sulfat PT Asahimas Flat Glass Tbk tahun
2010-2013 .................................................................................
19
1.15. Penggunaan sodium sulfat PT Nippon Shokubai Indonesia
tahun 2010-2013 .......................................................................
20
1.16. Peluang kapasitas pabrik sodium sulfat ....................................
21
2.1. Nilai ΔH°f masing-masing komponen pada proses Mannheim
31
2.2. Parameter kapasitas panas masing-masing komponen pada
proses Mannheim ......................................................................
32
2.3. Nilai ΔG°f masing-masing komponen pada proses Mannheim
32
2.4. Harga bahan baku dan produk pada proses Mannheim ............
34
2.5. Mol bahan baku dan produk pada proses Mannheim ...............
35
2.6. Nilai
ΔHof 298 dan
ΔGof 298 untuk
masing-masing komponen ....
pada proses Hargreaves-Robinson ............................................
37
2.7. Parameter kapasitas panas masing-masing komponen .............
37
2.8. Harga bahan baku dan produk pada proses HargreavesRobinson ...................................................................................
39
2.9. Perbandingan proses .................................................................
42
3.1. Spesifikasi belerang/sulfur ........................................................
45
3.2. Spesifikasi sodium klorida ........................................................
46
3.3. Spesifikasi oksigen ...................................................................
47
3.4. Spesifikasi sulfur dioksida ........................................................
48
3.5. Spesifikasi demineralized water ...............................................
49
3.6. Spesifikasi sodium sulfat ..........................................................
50
3.7. Spesifikasi asam klorida ...........................................................
51
4.1. Neraca massa Mixing Tank (M-101) ........................................
52
4.2. Neraca massa Reaktor (RE-201)...............................................
52
4.3. Neraca massa Reaktor (RE-202)...............................................
53
4.4. Neraca massa Reaktor (RE-203)...............................................
53
4.5. Neraca massa Crystallizer (CR-301) ........................................
54
4.6. Neraca massa Centrifuge (CF-301) .........................................
54
4.7. Neraca massa Rotary Dryer (RD-301) .....................................
55
4.8. Neraca Energi di Mixing Tank (MT-101) .................................
55
4.9. Neraca Energi di Reaktor (RE-201)..........................................
56
4.10. Neraca Energi di Reaktor (RE-202)..........................................
56
4.11. Neraca Energi di Reaktor (RE-203)..........................................
57
4.12. Neraca Energi di Crystallizer (CR-301) ...................................
57
4.13. Neraca Energi di Rotary Dryer (RD-301) ................................
57
4.14. Neraca Energi di Air Preheater (APH-301) .............................
58
5.1. Spesifikasi Solid Storage (SS-101) ...........................................
59
5.2. Spesifikasi Solid Storage (SS-102) ...........................................
60
5.3. Spesifikasi Screw Conveyor (SC-101) ......................................
60
ii
5.4. Spesifikasi Bucket Elevator (BE-101) ......................................
61
5.5. Spesifikasi Mixing Tank (MT-101)...........................................
62
5.6. Spesifikasi Reaktor (RE-201) ...................................................
63
5.7. Spesifikasi Reaktor (RE-202) ...................................................
64
5.8. Spesifikasi Reaktor (RE-203) ...................................................
66
5.9. Spesifikasi Process Pump (PP-101) .........................................
67
5.10. Spesifikasi Process Pump (PP-201) .........................................
67
5.11. Spesifikasi Process Pump (PP-202) .........................................
68
5.12. Spesifikasi Process Pump (PP-203) .........................................
68
5.13. Spesifikasi Process Pump (PP-301) .........................................
69
5.14. Spesifikasi Process Pump (PP-302) .........................................
69
5.15. Spesifikasi Crystallizer (CR-301).............................................
70
5.16. Spesifikasi Centrifuge (CF-301) ...............................................
71
5.17. Spesifikasi Screw Conveyor (SC-301) ......................................
71
5.18. Spesifikasi Air Preheater (APH-301) .......................................
72
5.19. Spesifikasi Blower (BL-301) ....................................................
72
5.20. Spesifikasi Rotary Dryer ( RD-301) .........................................
73
5.21. Spesifikasi Fan (FN-301) .........................................................
73
5.22. Spesifikasi Bucket Elevator (BE-401) ......................................
74
5.23. Spesifikasi Tangki Produk (TP-401) ........................................
74
5.24. Spesifikasi Belt Conveyor (BC-401).........................................
75
5.25. Spesifikasi Gudang Produk (GD-401) ......................................
75
5.26. Spesifikasi Sedimentation Basin (SB-501) ...............................
76
5.27. Spesifikasi Agglomeration Tank (AT-501)...............................
76
5.28. Spesifikasi Storage Tank (ST-501) ...........................................
77
5.29. Spesifikasi Storage Tank (ST-502) ...........................................
77
5.30. Spesifikasi Storage Tank (ST-503) ...........................................
78
5.31. Spesifikasi Storage Tank (ST-504) ...........................................
79
5.32. Spesifikasi Storage Tank (ST-505) ...........................................
80
5.33. Spesifikasi Storage Tank (ST-506) ...........................................
80
5.34. Spesifikasi Storage Tank (ST-507) ...........................................
81
5.35. Spesifikasi Clarifier (CL-501) ..................................................
82
iii
5.36. Spesifikasi Sand Filter (SF-501) ..............................................
82
5.37. Spesifikasi Filter Water Tank (FT-501) ...................................
83
5.38. Spesifikasi Domestic Water Tank (DOT-501) ..........................
83
5.39. Spesifikasi Hydrant Water Tank (HT-501) ..............................
84
5.40. Spesifikasi Demin Water Tank (DT-501) .................................
85
5.41. Spesifikasi Boiler Feed Water Tank (BFT-501) .......................
85
5.42. Spesifikasi Hot Basin (HB-501) ...............................................
86.
5.43. Spesifikasi Cooling Tower (CT-501) ........................................
86
5.44. Spesifikasi Cold Basin (CB-501) ..............................................
87
5.45. Spesifikasi Cation Exchanger (CE-501)...................................
87
5.46. Spesifikasi Anion Exchanger (AE-501) ....................................
88
5.47. Spesifikasi Deaerator (DA-501) ..............................................
88
5.48. Spesifikasi Pompa (PU-501) .....................................................
89
5.49. Spesifikasi Pompa (PU-502) .....................................................
90
5.50. Spesifikasi Pompa (PU-503) .....................................................
90
5.51. Spesifikasi Pompa (PU-504) .....................................................
91
5.52. Spesifikasi Pompa (PU-505) .....................................................
91
5.53. Spesifikasi Pompa (PU-506) .....................................................
92
5.54. Spesifikasi Pompa (PU-507) .....................................................
92
5.55. Spesifikasi Pompa (PU-508) .....................................................
93
5.56. Spesifikasi Pompa (PU-509) .....................................................
93
5.57. Spesifikasi Pompa (PU-510) .....................................................
94
5.58. Spesifikasi Pompa (PU-511) .....................................................
94
5.59. Spesifikasi Pompa (PU-512) .....................................................
95
5.60. Spesifikasi Pompa (PU-513) .....................................................
96
5.61. Spesifikasi Pompa (PU-514) .....................................................
96
5.62. Spesifikasi Pompa (PU-515) .....................................................
97
5.63. Spesifikasi Generator Set (GS-801) .........................................
97
5.64. Spesifikasi Compressor (CO-901) ............................................
98
5.65. Spesifikasi Membrane Permeator (MP-901) ............................
98
5.66. Spesifikasi Ammonia Compressor (AC-701) ...........................
98
5.67. Spesifikasi Expansion Valve (EV-701).....................................
99
iv
5.68. Spesifikasi Ammonia Pump (AP-701) ......................................
99
5.69. Spesifikasi Ammonia Pump (AP-702) ......................................
100
5.70. Spesifikasi Ammonia Blower (AB-701) ...................................
101
5.71. Spesifikasi Ammonia Blower (AB-702) ...................................
101
5.72. Spesifikasi Bin (BN-601)..........................................................
101
5.73. Spesifikasi Screw Conveyor (SC-601) ......................................
102
5.74. Spesifikasi Melter (ML-601) ....................................................
102
5.75. Spesifikasi Oxygen Preheater (OPH-601) ................................
103
5.76. Spesifikasi Pompa Sulfur (PS-601) ..........................................
104
5.77. Spesifikasi Burner (BR-601) ....................................................
105
5.78. Spesifikasi Gas Storage Tank (GT-601) ...................................
105
5.79. Spesifikasi Boiler (BO-601) .....................................................
106
6.1. Kebutuhan Air untuk general uses ...........................................
108
6.2. Kebutuhan air untuk pembangkit steam (Boiler Feed Water) ..
109
6.3. Kebutuhan air proses (Process Water) .....................................
110
6.4. Kebutuhan air pendingin (Cooling Water) ...............................
111
6.5. Syarat – syarat kualitas (mutu) air limbah ................................
128
6.6. Tingkatan kebutuhan informasi dan sistem pengendalian ........
135
6.7. Pengendalian variabel utama proses .........................................
136
7.1. Perincian luas area Pabrik Sodium Sulfat .................................
143
8.1. Jadwal kerja masing-masing regu .............................................
163
8.2. Perincian tingkat pendidikan ....................................................
164
8.3. Jumlah operator berdasarkan jenis alat .....................................
166
8.4. Jumlah karyawan berdasarkan jabatan .....................................
167
9.1. Fixed Capital Investment ..........................................................
174
9.2. Manufacturing Cost ..................................................................
175
9.3. General Expenses .....................................................................
176
9.4. Hasil uji kelayakan ekonomi.....................................................
179
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1.1. Lokasi pabrik ............................................................................
5
1.2. Grafik prediksi kapasitas sodium sulfat nasional .....................
9
1.3. Grafik hubungan tahun (x) dengan jumlah impor sodium
sulfat di Indonesia dari tahun 2007-2012 .................................
10
1.4. Grafik hubungan tahun (x) dengan jumlah ekspor sodium
sulfat di Indonesia dari tahun 2007-2012 .................................
10
1.5. Kebutuhan sodium sulfat pada industri kertas ..........................
11
1.6. Kebutuhan sodium sulfat pada industri detergen ......................
12
1.7. Kebutuhan sodium sulfat pada industri kaca ............................
13
1.8. Kebutuhan sodium sulfat pada industri kertas ..........................
14
1.9. Penggunaan sodium sulfat PT Cipta Paperia tahun 2010-2013
17
1.10. Penggunaan sodium sulfat PT Indah Kiat Pulp & Paper Tbk
tahun 2005-2010 .......................................................................
18
1.11. Penggunaan sodium sulfat PT Sinar Antjol tahun 2010-2013..
19
1.12. Penggunaan sodium sulfat PT Asahimas Flat Glass Tbk tahun
2010-2013 .................................................................................
20
1.13. Penggunaan sodium sulfat PT PT Nippon Shokubai Indonesia
tahun 2010-2013 .......................................................................
21
1.14. Peluang presentasi pemasaran sodium sulfat di Indonesia ........
22
2.1. Proses pembuatan sodium sulfat dari natural source ...............
26
2.2. Proses Mannheim ......................................................................
28
2.3. Proses Hargreaves-Robinson ....................................................
29
2.4. Diagram alir proses produksi sodium sulfat .............................
43
6.1. Diagram alir pengolahan air .....................................................
114
7.1. Peta Provinsi Banten .................................................................
144
7.2. Area Sungai Cidanau-Banten....................................................
144
7.3. Tata letak pabrik dan fasilitas pendukung ................................
145
7.4. Tata letak peralatan proses ........................................................
146
8.1. Struktur Organisasi Perusahaan ................................................
152
9.1. Kurva Break Even Point dan Shut Down Point ........................
178
9.2. Kurva Cummulative Cash Flow metode DCF ..........................
179
vii
180
BAB X
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan
hasil
analisis
ekonomi
yang
telah
dilakukan
terhadap
Prarancangan Pabrik Sodium Sulfat dari Sodium Klorida dan Sulfur dengan
kapasitas 30.000 ton/tahun dapat disimpulkan sebagai berikut:
1.
Percent Return on Investment (ROI) sebelum pajak 42,97% dan sesudah
pajak 40,27 %.
2.
Pay Out Time (POT) sesudah pajak 1,74 tahun (metode linier) dan 1,44
tahun sebelum pajak.
3.
Break Even Point (BEP) sebesar 28,96%. Shut Down Point (SDP)
sebesar 13,37 %, yakni batasan kapasitas produksi sehingga pabrik harus
berhenti berproduksi karena merugi.
4.
Discounted Cash Flow Rate of Return (DCF) sebesar 47,95 %, lebih
besar dari suku bunga bank sekarang sehingga investor akan lebih
memilih untuk berinvestasi ke pabrik ini dari pada ke bank.
B. Saran
Pabrik Sodium Sulfat dengan kapasitas 30.000 ton/tahun sebaiknya dikaji lebih
lanjut baik dari segi proses, maupun ekonominya sebelum didirikan.
DAFTAR PUSTAKA
Anonimous. 2011. Peta Provinsi Banten. http://indonesia-peta.blogspot.com,
2011. Diakses pada 20 Oktober 2014.
Alibaba Group. 2013. Product Price. http://www.alibaba.com. Diakses pada 15
November 2013.
Bachus, L and Custodio, A. 2003. Know and Understand CentrifugaI Pumps.
Bachus Company, Inc. Oxford: UK.
Badan Pusat Statistik, 2013, Statistic Indonesia, www.bps.go.id, IndonesiaDiakses
25 November 2013.
Banchero, Julius T., and Walter L. Badger. 1955. Introduction to Chemical
Engineering. McGraw Hill : New York.
Boonsongsup, L., Lisa, K., and Jr. Frederick, W.J. 1997. Kinetics of the Sulfation
of NaCl at Combustion Conditions. Department of Chemical Engineering,
Oregon State University. Corvallis. Oregon: 97331
Brown, G.George. 1950. Unit Operation 6ed. Wiley&Sons; USA.
Brownell, Lloyd E., and Edwin H. Young. 1959. Process Equipment Design. John
Wiley & Sons, Inc. : New York.
C.R.
Nave.
2014.
Saturated
Vapor
Pressure,
Density
for
Water.
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Diakses pada 15 September 2014.
Cheremisinoff, N.P. 2002. Handbook of Water and Wastewater Treatment
Technologies. Butterworth-Heinemann: USA.
182
Coulson J.M., and J. F. Richardson. 2005. Chemical Engineering 4th edition.
Butterworth-Heinemann : Washington.
Couper, J.R. and Penney, W.R. 2005. Chemical Process Equipment Selection and
Design 2nd ed. ElsevierInc.:USA.
Fogler, H. Scott. 1999. Elements of Chemical Reaction Envgineering. Prentice
Hall International Inc. : United States of America.
Garrett, Donald E. 2001. Sodium Sulfate Handbook of Deposits, Processing,
Properties, and Use. Academic Press: USA.
Geankoplis, Christie J. 1993. Transport Processes and Unit Operations 3rd edition.
Prentice Hall : New Jersey.
Goldberg, R.N. and Parker, V.B. 1985. Thermodynamics of Solution of S02(g) in
Water and of Aqueous Sulfur Dioxide Solutions. National Bureau
of
Standards, Gaithersburg, MD: 20899
Gonzales, J., Torren-Sucarrat, M. and Anglada, J.M. 2009. The Reactions of SO3
with HO2 Radical and H2O-HO2 Radical Complex: Theoretical Study on the
Atmospheric Formation of HSO5 and H2SO4. DOI: 10.1039/b916659a.
Google Map. 2014. Area Sungai Cidanau – Banten. Diakses pada 20 Oktober
2014.
Himmeblau, David.1996. Basic Principles and Calculation in Chemical
Engineering, Prentice Hall Inc, New Jersey.
Kestin, Joseph, Khalifa, H.E. and Correia, R.J. 1981. Tables of the Dynamic and
Kinematic Viscosity of Aqueous NaCl Solutions in the Temperature Range
20-150oC and the Pressure Range 0,1-35 MPa. Division of Engineering.
Brown University. Providence, RI: 02912.
183
Kern, Donald Q. 1965. Process Heat Transfer. Mcgraw-Hill Co. : New York.
Kirk, R.E and Othmer, D.F. 2006. Encyclopedia of Chemical Technologi, 4nd ed.,
vol. 22. John Wiley and Sons Inc. New York.
Lester and Gallagher.1978. Thermodynamic Properties of Ammonia. J. Phys.
Chem. Ref. Data, Vol 7 No.3
Levenspiel, Octave. 1995. Chemical Reaction Engineering 2nd edition. John
Wiley & Sons, Inc. : New York.
Macsteel
VRN.
2014.SAF
2205
Technical
Data.
http://www.macsteel.co.za/files/macsteel. Diakses pada 10 April 2014.
McCabe, W.L. and Smith, J.C. 1985. Operasi Teknik Kimia. Erlangga: Jakarta.
Megyesy, E.F. 1983.Pressure Vessel Handbook. Pressure Vessel Publishing Inc.,
USA.
Mehta,
R.P.
2011.
Cooling
Tower
(CT)
Principle.
http://chemicalfiles.blogspot.com. Diakses pada 27 September 2014.
Moran, M.J. and Shapiro, H.N. 2004. Termidinamika Teknik 4th edition.
Terjemahan oleh: Nugroho, Y.S. Erlangga: Jakarta.
Moss, Dennis R. 2004. Pressure Vessel Design Manual 3rd Edition. Elsevier
Publishing Inc., USA.
Mott Corporation. 2014. Sparging/Gas-Liquid Contacting: Design Guide & Part
Selection. Farmington.
Mullin, J.W. 2001. Crystallization4th edition. Reed Educational and Professional
Publishing Ltd. Oxford: London.
NIST
Chemistry
WebBook.
2013.
Thermochemical
http://webbook.nist.gov, 2013. Diakses pada 25 November 2013
Data.
184
NIST
Chemistry
WebBook.
2013.
Thermochemistry
Data.
http://webbook.nist.gov, 2013. Diakses pada 25 November 2013
Pergub DKI Jakarta No : 122/2005. http://www.purewatercare.com. Diakses pada
14 September 2014.
Perry, Robert H., and Don W. Green. 1999. Perry’s Chemical Engineers’
Handbook 7th edition. McGraw Hill : New York.
Perry, Robert H., and Don W. Green. 2008. Perry’s Chemical Engineers’
Handbook 8th edition. McGraw Hill : New York.
Portland
Oregon.
2014.
Caustic
Soda
for
Water
Treatment.
http://www.portlandoregon.gov. Diakses pada 27 September 2014.
Powell, S.1954.Water Conditioning for Industry, Ed. 1st.Mc Graw Hill Book
Company : London.
Raju, 1995, Water Treatment Process, McGraw Hill International Book
Company, New York
Sandvik
Materials
Technology.
2014.
Sandvik
SAF
2205.
http://www.smt.sandvik.com, 2014. Diakses pada 10 April 2014.
Santosa, Galih. 2013. Hydrant Water. Galihsantosa.adhiatma.blog. Diakses pada
26 September 2014.
Santosa, Urip. 2010. Kualitas dan Kuantitas Air Bersih untuk Pemenuhan
Kebutuhan Manusia. http://uripsantoso.wordpress.com. Diakses pada
26
September 2014.
Smith, J.M., H.C. Van Ness, and M.M. Abbott. 2001. Chemical Engineering
Thermodynamics 6th edition. McGraw Hill : New York.
185
Southern Tank. 2014. Standard Tank Sizes. http://southerntank.net/. Diakses pada
27 September 2014.
Sumada, Ketut. 2012. Perancangan Fasilitas Pengolahan Air Limbah Secara
Kimia.
20
April
2012.
Tersedia
di
http://Ketutsumada.Blogspot.Com/2012/04/Perancangan-FasilitasPengolahan-Air.Html. UPN Veteran : Jawa Timur. Diakses 20 Januari 2014.
Timmerhaus, Klaus D., Max S. Peters, and Ronald E. West. 1991.Plant Design an
Economic for Chemical Engineering 3ed. McGraww-Hill Book Company:
New York.
Timmerhaus, Klaus D., Max S. Peters, and Ronald E. West. 2002. Plant Design
and Economics for Chemical Engineers 5th edition. McGraw-Hill : New
York.
Treyball, R.E. 1983. Mass Transfer Operation 3ed. McGraw-Hill Book Company:
New York.
Ulmann. 2007. Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. VCH
Verlagsgesell Scahft. Wanheim: Germany.
Ulrich.G.D. 1987. A Guide to Chemical Engineering Process Design and
Economics. John Wiley & Sons Inc: New York.
Walas, Stanley M. 1990. Chemical Process Equipment. Butterworth-Heinemann :
Washington.
Waryono. 2014. DAS Cidanau. https://staff.blog.ui.ac.id/tarsoen.waryono, diakses
pada 25 September 2014
www.water.me.vccs.edu. Diakses pada Diakses pada 26 September 2014.
Yaws, C.L. 1999. Chemical Properties Handbook. Mc Graw Hill . NewYork
PRARANCANGAN PABRIK SODIUM SULFAT DARI SODIUM
KLORIDA DAN SULFUR
KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN
(Perancangan Reaktor -201 (RE-201))
Oleh
DERY WIDIANA
Pabrik Sodium Sulfat berbahan baku Sodium Klorida dan Sulfur,
direncanakan didirikan di Cilegon, Banten. Pendiriaan pabrik berasarkan atas
pertimbangan akan ketersediaan bahan baku, sarana transportasi yang memadai,
tenaga kerja yang mudah didapatkan dan kondisi lingkungan.
Pabrik direncanakan memproduksi Sodium Sulfat sebanyak 30.000
ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang
digunakan adalah Sodium Klorida sebanyak 3.120,017 kg/jam dan Sulfur
sebanyak 1.003,624 kg/jam.
Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik terdiri dari unit pengadaan air,
pengadaan listrik, pengadaan gas oksigen dan udara instrument, pengadaan
refrigerant, pengadaan gas sulfur dioksida dan pengadaan steam.
Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur
organisasi line dan staff dengan jumlah karyawan sebanyak 175 orang.
Dari analisis ekonomi diperoleh:
Fixed Capital Investment
(FCI)
= Rp 356.186.148.246
Working Capital Investment
(WCI)
= Rp 62.856.379.102
Total Capital Investment
(TCI)
= Rp 419.042.527.348
Break Even Point
(BEP)
= 28,96 %
Shut Down Point
(SDP)
= 13,37 %
Pay Out Time before taxes
(POT)b
= 1,44 tahun
Pay Out Time after taxes
(POT)a
= 1,74 tahun
Return on Investment before taxes
(ROI)b
= 42,97 %
Return on Investment after taxes
(ROI)a
= 40,27 %
Discounted cash flow
(DCF)
= 47,95 %
Mempertimbangkan paparan di atas, sudah selayaknya pendirian pabrik Sodium
Sulfat ini dikaji lebih lanjut, karena merupakan pabrik yang menguntungkan dan
mempunyai masa depan yang baik.
ABSTRACT
MANUFACTURING OF SODIUM SULFATE FROM SODIUM
CHLORIDE AND SULFUR WITH CAPACITY 30.000 TONS/YEAR
(Design of Reactor-201 (RE-201))
By
DERY WIDIANA
Sodium Sulfate plant with raw materials, sodium chloride and sulfur is
planned to be built in Cilegon, Banten. Establishment of this plant is based on
some consideration due to the raw material resourcess, the transportation, the
labors availability and also the environmental condition.
This plant is meant to produce 30,000 tons/year with 330 working days in
a year. The raw materials used consist of 3,120.017 kg/hour of sodium chloride
and 1,003.624 kg/hour of sulfur.
The utility units consist of water supply system, power generation system,
oxygen gas and air supply system, refrigerant supply system, sulfur dioxide gas
supply system and steam supply system.
The bussines entity form is Limited Liability Company (Ltd) using line
and staff organizational structure with 175 labors.
From the economic analysis, it is obtained that:
Fixed Capital Investment
(FCI)
= Rp 356,186,148,246
Working Capital Investment
(WCI)
= Rp 62.856,379,102
Total Capital Investment
(TCI)
= Rp 419,042,527,348
Break Even Point
(BEP)
= 28.96 %
Shut Down Point
(SDP)
= 13.37 %
Pay Out Time before taxes
(POT)b
= 1.44 year
Pay Out Time after taxes
(POT)a
= 1.74 year
Return on Investment before taxes
(ROI)b
= 42.97 %
Return on Investment after taxes
(ROI)a
= 40.27 %
Discounted cash flow
(DCF)
= 47.95 %
Considering the summary above, it is proper to study the establishment of
Sodium Sulfate plant further, because the plant is profitable and has good
prospects.
PRARANCANGAN PABRIK SODIUM SULFAT
DARI SODIUM KLORIDA DAN SULFUR
KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN
(Tugas Khusus Reaktor (RE-201))
Oleh
DERY WIDIANA
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar
Sarjana Teknik
Pada
Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2014
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandar Lampung, pada tanggal 30
Desember 1990, sebagai putri pertama dari dua bersaudara,
dari pasangan Bapak Hendry Syahrul dan Ibu Deswita.
Penulis menyelesaikan pendidikan Taman Kanak-Kanak di
TK Al-Azhar 2 Way Halim, Bandar Lampung pada tahun 1997. Sekolah Dasar di
SD Al-Azhar 2 Way Halim, Bandar Lampung pada tahun 2003, Sekolah
Menengah Pertama di SMP Negeri 1 Bandar Lampung pada tahun 2006, dan
Sekolah Menengah Umum di SMA Negeri 2 Bandar Lampung pada tahun 2009.
Pada tahun 2009, penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui Seleksi Penerimaan Mahasiswa
Baru (SPMB) 2009.
Pada tahun 2012, penulis melakukan Kerja Praktek di PT PERTAMINA RU II
Dumai, Riau dengan Tugas Khusus “Evaluasi Kinerja Pressure Safety Valve”.
Selain itu, penulis melakukan penelitian dengan judul “Sintesis H-ZSM-5 dari
Zeolit Alam Lampung (ZAL) dengan Sumber Silika Penambah Bagasse Fly Ash
(BFA)”, dimana penelitian tersebut dipublikasikan pada Prosiding Seminar
Nasional Teknik Kimia Teknologi Oleo dan Petrokimia Indonesia 2013.
Sebuah Karya kecilku....
Dengan segenap hati kupersembahkan tugas akhir ini kepada:
Allah SWT,
Atas kehendak-Nya semua ini ada
Atas rahmat-Nya semua ini aku dapatkan
Atas kekuatan dari-Nya aku bisa bertahan.
Orang tuaku sebagai tanda baktiku, terima kasih atas segalanya,
doa, kasih sayang, pengorbanan, dan keikhlasannya.
Ini hanyalah setitik balasan yang tidak bisa dibandingkan dengan
berjuta-juta pengorbanan dan kasih sayang
yang tidak setara dengan apapun di dunia ini.
Adikku atas segalanya, do’a, kasih sayang dan dukungan.
Para pengajar sebagai tanda hormatku,
terima kasih atas ilmu yang telah diberikan.
Serta tak lupa kupersembahkan kepada Almamaterku tercinta,
semoga kelak berguna dikemudian hari.
MOTO
There’s nothing to be unable to do,
Keep on doing the best to find out,
Keep on working hard to reach the dreams,
Where there’s a will, there’s a way,
There will be nothing to lose.
Bismillahirrahmanirrahim..
SANWACANA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat dan karunia-Nya, sehingga tugas akhir ini dengan judul “Prarancangan
Pabrik Sodium Sulfat dari Sodium Klorida dan Sulfur kapasitas 30.000 ton/tahun ”
dapat diselesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat guna
memperoleh derajat kesarjanaan (S-1) di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Lampung.
Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari beberapa
pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Ir. Azhar, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas
Lampung dan Dosen Pembimbing I, yang telah memberikan ilmu, pengarahan,
bimbingan, kritik dan saran selama penyelesaian tugas akhir. Semoga ilmu
bermanfaat yang diberikan dapat berguna dikemudian hari.
2. Ibu Panca Nugrahini F, S.T.,M.T., selaku Dosen Pembimbing II, yang telah
memberikan ilmu, pengarahan, bimbingan, kritik dan saran selama
penyelesaian tugas akhir. Semoga ilmu bermanfaat yang diberikan dapat
berguna dikemudian hari.
3. Bapak Edwin Azwar, S.T., Pg.D., M.TA., Ph.D. dan Ibu Simparmin Br.
Ginting, S.T., M.T., selaku Dosen Penguji yang telah memberikan kritik dan
saran, juga selaku dosen atas semua ilmu yang telah penulis dapatkan.
4. Seluruh Dosen Teknik Kimia Universitas Lampung, atas semua ilmu dan
bekal masa depan yang akan selalu bermanfaat.
5. Keluargaku tercinta, Papa dan Mama, atas segala dukungan, pengorbanan,
doa, cinta dan kasih sayang yang selalu mengiringi di setiap langkahku.
Adikku (Aulia Ramadhani), atas do’a, dukungan, bantuan dan kasih sayang.
Semoga Allah SWT memberikan perlindungan dan Karunia-Nya.
6. Ngudi Waluyo selaku rekan seperjuangan dalam suka dan duka yang telah
membantu penulis dalam penyelesaian laporan tugas akhir.
7. Teman-teman seperjuangan di Teknik Kimia: Mu’arif, Ina, Juni, Tri, Wiwit,
Manuel, Vian, Ridho, Adek, Doni, Dilla, Innes, Tiya, Tosti, Lidia, Hermanto,
Andi, Ardi, Ahdan, kakak-kakak serta adik-adik angkatan: mba Ayu, kak
Kenjiro, mba Muti, mba April, kak Hari, mba Mela, mba Monika, mba Anis,
Ira, Niko, Amel serta kakak-kakak dan adik-adik angkatan yang lain yang
tidak bisa disebutkan satu persatu. Terimakasih atas bantuan dan
dukungannya selama penulis menyelesaikan tugas akhir ini.
8. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.
Semoga Allah SWT membalas kebaikan mereka terhadap penulis dan semoga
skripsi ini berguna di kemudian hari.
Bandar Lampung, 27 November 2014
Penulis,
Dery Widiana
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL
iii
DAFTAR GAMBAR
vi
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ......................................................................................
B. Kegunaan Produk ..................................................................................
C. Ketersediaan Bahan Baku ......................................................................
D. Lokasi Pabrik .........................................................................................
E. Analisis Pasar .........................................................................................
F. Kapasitas Pabrik .....................................................................................
1
3
3
4
6
7
II. DESKRIPSI PROSES
A. Jenis- Jenis Proses .................................................................................
a. Pembuatan sodium sulfat dari natural source ..................................
b. Pembuatan sodium sulfat pada industri kimia .................................
B. Pemilihan Proses....................................................................................
a. Proses Mannheim .............................................................................
b. Proses Hargreaves-Robinson ...........................................................
C. Uraian Proses .........................................................................................
26
26
28
30
31
36
42
III. SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK
A. Spesifikasi Bahan Baku .........................................................................
B. Spesifikasi Produk Utama .....................................................................
C. Spesifikasi Produk Samping ..................................................................
45
50
50
IV. NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
A. Neraca Massa .........................................................................................
B. Neraca Energi ........................................................................................
52
55
V. SPESIFIKASI PERALATAN
A. Peralatan Proses ....................................................................................
B. Peralatan Utilitas ...................................................................................
59
76
VI. UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH
A. Unit Pendukung Proses (Utilitas) ..........................................................
1. Unit Penyedia dan Pengolahan air ....................................................
107
107
2. Unit Pembangkit dan Pendistribusian Listrik (Power Plant and
Power Distribution System) ..............................................................
3. Unit Penyediaan Oksigen dan Udara Instrumen ..............................
4. Unit Refrigerant (Refrigerant System) ..............................................
5. Unit Penyedia Sulfur Dioksida .........................................................
6. Unit Penyedia Steam.........................................................................
B. Pengolahan Limbah ...............................................................................
C. Laboratorium .........................................................................................
D. Instrumentasi dan Pengendalian Proses ................................................
121
122
123
124
125
126
131
134
VII. TATA LETAK DAN LOKASI PABRIK
A. Lokasi Pabrik ........................................................................................
B. Tata Letak Pabrik ..................................................................................
C. Estimasi Area Pabrik ............................................................................
137
140
142
VIII. ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN
A.
B.
C.
D.
E.
F.
G.
Bentuk Perusahaan ...............................................................................
Struktur Organisasi Perusahaan ...........................................................
Tugas dan Wewenang ..........................................................................
Status Karyawan dan Sistem Penggajian .............................................
Pembagian Jam Kerja Karyawan .........................................................
Penggolongan Jabatan dan Jumlah Karyawan .....................................
Kesejahteraan Karyawan ......................................................................
147
150
153
160
161
164
168
XI. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI
A.
B.
C.
D.
Investasi .............................................................................................
Evaluasi Ekonomi .................................................................................
Angsuran Pinjaman ..............................................................................
Discounted Cash Flow (DCF) ..............................................................
173
176
178
178
X. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ...........................................................................................
B. Saran ......................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
180
180
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1.1. Perusahaan yang memproduksi/mendistribusikan bahan baku
4
1.2. Data impor sodium sulfat di Indonesia tahun 2007-2012 .........
7
1.3. Data ekspor sodium sulfat di Indonesia tahun 2007-2012........
7
1.4. Produksi Rayon PT Indo Barat Rayon dan PT South Pasific
Viscose ......................................................................................
8
1.5. Pabrik – pabrik industri kimia yang memproduksi sodium
sulfat..........................................................................................
8
1.6. Kebutuhan sodium sulfat pada industri kertas ..........................
11
1.7. Kebutuhan sodium sulfat pada industri detergen ......................
12
1.8. Kebutuhan sodium sulfat pada industri kaca ............................
13
1.9. Kebutuhan sodium sulfat pada industri tekstil ..........................
14
1.10. Pabrik – pabrik sasaran pemasaran sodium sulfat ....................
16
1.11. Penggunaan sodium sulfat PT Cipta Paperia tahun 2010-2013
16
1.12. Penggunaan sodium sulfat PT Indah Kiat Pulp & Paper Tbk
tahun 2005 -2010 ......................................................................
17
1.13. Penggunaan sodium sulfat PT Sinar Antjol tahun 2010-2013 ..
18
1.14. Penggunaan sodium sulfat PT Asahimas Flat Glass Tbk tahun
2010-2013 .................................................................................
19
1.15. Penggunaan sodium sulfat PT Nippon Shokubai Indonesia
tahun 2010-2013 .......................................................................
20
1.16. Peluang kapasitas pabrik sodium sulfat ....................................
21
2.1. Nilai ΔH°f masing-masing komponen pada proses Mannheim
31
2.2. Parameter kapasitas panas masing-masing komponen pada
proses Mannheim ......................................................................
32
2.3. Nilai ΔG°f masing-masing komponen pada proses Mannheim
32
2.4. Harga bahan baku dan produk pada proses Mannheim ............
34
2.5. Mol bahan baku dan produk pada proses Mannheim ...............
35
2.6. Nilai
ΔHof 298 dan
ΔGof 298 untuk
masing-masing komponen ....
pada proses Hargreaves-Robinson ............................................
37
2.7. Parameter kapasitas panas masing-masing komponen .............
37
2.8. Harga bahan baku dan produk pada proses HargreavesRobinson ...................................................................................
39
2.9. Perbandingan proses .................................................................
42
3.1. Spesifikasi belerang/sulfur ........................................................
45
3.2. Spesifikasi sodium klorida ........................................................
46
3.3. Spesifikasi oksigen ...................................................................
47
3.4. Spesifikasi sulfur dioksida ........................................................
48
3.5. Spesifikasi demineralized water ...............................................
49
3.6. Spesifikasi sodium sulfat ..........................................................
50
3.7. Spesifikasi asam klorida ...........................................................
51
4.1. Neraca massa Mixing Tank (M-101) ........................................
52
4.2. Neraca massa Reaktor (RE-201)...............................................
52
4.3. Neraca massa Reaktor (RE-202)...............................................
53
4.4. Neraca massa Reaktor (RE-203)...............................................
53
4.5. Neraca massa Crystallizer (CR-301) ........................................
54
4.6. Neraca massa Centrifuge (CF-301) .........................................
54
4.7. Neraca massa Rotary Dryer (RD-301) .....................................
55
4.8. Neraca Energi di Mixing Tank (MT-101) .................................
55
4.9. Neraca Energi di Reaktor (RE-201)..........................................
56
4.10. Neraca Energi di Reaktor (RE-202)..........................................
56
4.11. Neraca Energi di Reaktor (RE-203)..........................................
57
4.12. Neraca Energi di Crystallizer (CR-301) ...................................
57
4.13. Neraca Energi di Rotary Dryer (RD-301) ................................
57
4.14. Neraca Energi di Air Preheater (APH-301) .............................
58
5.1. Spesifikasi Solid Storage (SS-101) ...........................................
59
5.2. Spesifikasi Solid Storage (SS-102) ...........................................
60
5.3. Spesifikasi Screw Conveyor (SC-101) ......................................
60
ii
5.4. Spesifikasi Bucket Elevator (BE-101) ......................................
61
5.5. Spesifikasi Mixing Tank (MT-101)...........................................
62
5.6. Spesifikasi Reaktor (RE-201) ...................................................
63
5.7. Spesifikasi Reaktor (RE-202) ...................................................
64
5.8. Spesifikasi Reaktor (RE-203) ...................................................
66
5.9. Spesifikasi Process Pump (PP-101) .........................................
67
5.10. Spesifikasi Process Pump (PP-201) .........................................
67
5.11. Spesifikasi Process Pump (PP-202) .........................................
68
5.12. Spesifikasi Process Pump (PP-203) .........................................
68
5.13. Spesifikasi Process Pump (PP-301) .........................................
69
5.14. Spesifikasi Process Pump (PP-302) .........................................
69
5.15. Spesifikasi Crystallizer (CR-301).............................................
70
5.16. Spesifikasi Centrifuge (CF-301) ...............................................
71
5.17. Spesifikasi Screw Conveyor (SC-301) ......................................
71
5.18. Spesifikasi Air Preheater (APH-301) .......................................
72
5.19. Spesifikasi Blower (BL-301) ....................................................
72
5.20. Spesifikasi Rotary Dryer ( RD-301) .........................................
73
5.21. Spesifikasi Fan (FN-301) .........................................................
73
5.22. Spesifikasi Bucket Elevator (BE-401) ......................................
74
5.23. Spesifikasi Tangki Produk (TP-401) ........................................
74
5.24. Spesifikasi Belt Conveyor (BC-401).........................................
75
5.25. Spesifikasi Gudang Produk (GD-401) ......................................
75
5.26. Spesifikasi Sedimentation Basin (SB-501) ...............................
76
5.27. Spesifikasi Agglomeration Tank (AT-501)...............................
76
5.28. Spesifikasi Storage Tank (ST-501) ...........................................
77
5.29. Spesifikasi Storage Tank (ST-502) ...........................................
77
5.30. Spesifikasi Storage Tank (ST-503) ...........................................
78
5.31. Spesifikasi Storage Tank (ST-504) ...........................................
79
5.32. Spesifikasi Storage Tank (ST-505) ...........................................
80
5.33. Spesifikasi Storage Tank (ST-506) ...........................................
80
5.34. Spesifikasi Storage Tank (ST-507) ...........................................
81
5.35. Spesifikasi Clarifier (CL-501) ..................................................
82
iii
5.36. Spesifikasi Sand Filter (SF-501) ..............................................
82
5.37. Spesifikasi Filter Water Tank (FT-501) ...................................
83
5.38. Spesifikasi Domestic Water Tank (DOT-501) ..........................
83
5.39. Spesifikasi Hydrant Water Tank (HT-501) ..............................
84
5.40. Spesifikasi Demin Water Tank (DT-501) .................................
85
5.41. Spesifikasi Boiler Feed Water Tank (BFT-501) .......................
85
5.42. Spesifikasi Hot Basin (HB-501) ...............................................
86.
5.43. Spesifikasi Cooling Tower (CT-501) ........................................
86
5.44. Spesifikasi Cold Basin (CB-501) ..............................................
87
5.45. Spesifikasi Cation Exchanger (CE-501)...................................
87
5.46. Spesifikasi Anion Exchanger (AE-501) ....................................
88
5.47. Spesifikasi Deaerator (DA-501) ..............................................
88
5.48. Spesifikasi Pompa (PU-501) .....................................................
89
5.49. Spesifikasi Pompa (PU-502) .....................................................
90
5.50. Spesifikasi Pompa (PU-503) .....................................................
90
5.51. Spesifikasi Pompa (PU-504) .....................................................
91
5.52. Spesifikasi Pompa (PU-505) .....................................................
91
5.53. Spesifikasi Pompa (PU-506) .....................................................
92
5.54. Spesifikasi Pompa (PU-507) .....................................................
92
5.55. Spesifikasi Pompa (PU-508) .....................................................
93
5.56. Spesifikasi Pompa (PU-509) .....................................................
93
5.57. Spesifikasi Pompa (PU-510) .....................................................
94
5.58. Spesifikasi Pompa (PU-511) .....................................................
94
5.59. Spesifikasi Pompa (PU-512) .....................................................
95
5.60. Spesifikasi Pompa (PU-513) .....................................................
96
5.61. Spesifikasi Pompa (PU-514) .....................................................
96
5.62. Spesifikasi Pompa (PU-515) .....................................................
97
5.63. Spesifikasi Generator Set (GS-801) .........................................
97
5.64. Spesifikasi Compressor (CO-901) ............................................
98
5.65. Spesifikasi Membrane Permeator (MP-901) ............................
98
5.66. Spesifikasi Ammonia Compressor (AC-701) ...........................
98
5.67. Spesifikasi Expansion Valve (EV-701).....................................
99
iv
5.68. Spesifikasi Ammonia Pump (AP-701) ......................................
99
5.69. Spesifikasi Ammonia Pump (AP-702) ......................................
100
5.70. Spesifikasi Ammonia Blower (AB-701) ...................................
101
5.71. Spesifikasi Ammonia Blower (AB-702) ...................................
101
5.72. Spesifikasi Bin (BN-601)..........................................................
101
5.73. Spesifikasi Screw Conveyor (SC-601) ......................................
102
5.74. Spesifikasi Melter (ML-601) ....................................................
102
5.75. Spesifikasi Oxygen Preheater (OPH-601) ................................
103
5.76. Spesifikasi Pompa Sulfur (PS-601) ..........................................
104
5.77. Spesifikasi Burner (BR-601) ....................................................
105
5.78. Spesifikasi Gas Storage Tank (GT-601) ...................................
105
5.79. Spesifikasi Boiler (BO-601) .....................................................
106
6.1. Kebutuhan Air untuk general uses ...........................................
108
6.2. Kebutuhan air untuk pembangkit steam (Boiler Feed Water) ..
109
6.3. Kebutuhan air proses (Process Water) .....................................
110
6.4. Kebutuhan air pendingin (Cooling Water) ...............................
111
6.5. Syarat – syarat kualitas (mutu) air limbah ................................
128
6.6. Tingkatan kebutuhan informasi dan sistem pengendalian ........
135
6.7. Pengendalian variabel utama proses .........................................
136
7.1. Perincian luas area Pabrik Sodium Sulfat .................................
143
8.1. Jadwal kerja masing-masing regu .............................................
163
8.2. Perincian tingkat pendidikan ....................................................
164
8.3. Jumlah operator berdasarkan jenis alat .....................................
166
8.4. Jumlah karyawan berdasarkan jabatan .....................................
167
9.1. Fixed Capital Investment ..........................................................
174
9.2. Manufacturing Cost ..................................................................
175
9.3. General Expenses .....................................................................
176
9.4. Hasil uji kelayakan ekonomi.....................................................
179
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1.1. Lokasi pabrik ............................................................................
5
1.2. Grafik prediksi kapasitas sodium sulfat nasional .....................
9
1.3. Grafik hubungan tahun (x) dengan jumlah impor sodium
sulfat di Indonesia dari tahun 2007-2012 .................................
10
1.4. Grafik hubungan tahun (x) dengan jumlah ekspor sodium
sulfat di Indonesia dari tahun 2007-2012 .................................
10
1.5. Kebutuhan sodium sulfat pada industri kertas ..........................
11
1.6. Kebutuhan sodium sulfat pada industri detergen ......................
12
1.7. Kebutuhan sodium sulfat pada industri kaca ............................
13
1.8. Kebutuhan sodium sulfat pada industri kertas ..........................
14
1.9. Penggunaan sodium sulfat PT Cipta Paperia tahun 2010-2013
17
1.10. Penggunaan sodium sulfat PT Indah Kiat Pulp & Paper Tbk
tahun 2005-2010 .......................................................................
18
1.11. Penggunaan sodium sulfat PT Sinar Antjol tahun 2010-2013..
19
1.12. Penggunaan sodium sulfat PT Asahimas Flat Glass Tbk tahun
2010-2013 .................................................................................
20
1.13. Penggunaan sodium sulfat PT PT Nippon Shokubai Indonesia
tahun 2010-2013 .......................................................................
21
1.14. Peluang presentasi pemasaran sodium sulfat di Indonesia ........
22
2.1. Proses pembuatan sodium sulfat dari natural source ...............
26
2.2. Proses Mannheim ......................................................................
28
2.3. Proses Hargreaves-Robinson ....................................................
29
2.4. Diagram alir proses produksi sodium sulfat .............................
43
6.1. Diagram alir pengolahan air .....................................................
114
7.1. Peta Provinsi Banten .................................................................
144
7.2. Area Sungai Cidanau-Banten....................................................
144
7.3. Tata letak pabrik dan fasilitas pendukung ................................
145
7.4. Tata letak peralatan proses ........................................................
146
8.1. Struktur Organisasi Perusahaan ................................................
152
9.1. Kurva Break Even Point dan Shut Down Point ........................
178
9.2. Kurva Cummulative Cash Flow metode DCF ..........................
179
vii
180
BAB X
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan
hasil
analisis
ekonomi
yang
telah
dilakukan
terhadap
Prarancangan Pabrik Sodium Sulfat dari Sodium Klorida dan Sulfur dengan
kapasitas 30.000 ton/tahun dapat disimpulkan sebagai berikut:
1.
Percent Return on Investment (ROI) sebelum pajak 42,97% dan sesudah
pajak 40,27 %.
2.
Pay Out Time (POT) sesudah pajak 1,74 tahun (metode linier) dan 1,44
tahun sebelum pajak.
3.
Break Even Point (BEP) sebesar 28,96%. Shut Down Point (SDP)
sebesar 13,37 %, yakni batasan kapasitas produksi sehingga pabrik harus
berhenti berproduksi karena merugi.
4.
Discounted Cash Flow Rate of Return (DCF) sebesar 47,95 %, lebih
besar dari suku bunga bank sekarang sehingga investor akan lebih
memilih untuk berinvestasi ke pabrik ini dari pada ke bank.
B. Saran
Pabrik Sodium Sulfat dengan kapasitas 30.000 ton/tahun sebaiknya dikaji lebih
lanjut baik dari segi proses, maupun ekonominya sebelum didirikan.
DAFTAR PUSTAKA
Anonimous. 2011. Peta Provinsi Banten. http://indonesia-peta.blogspot.com,
2011. Diakses pada 20 Oktober 2014.
Alibaba Group. 2013. Product Price. http://www.alibaba.com. Diakses pada 15
November 2013.
Bachus, L and Custodio, A. 2003. Know and Understand CentrifugaI Pumps.
Bachus Company, Inc. Oxford: UK.
Badan Pusat Statistik, 2013, Statistic Indonesia, www.bps.go.id, IndonesiaDiakses
25 November 2013.
Banchero, Julius T., and Walter L. Badger. 1955. Introduction to Chemical
Engineering. McGraw Hill : New York.
Boonsongsup, L., Lisa, K., and Jr. Frederick, W.J. 1997. Kinetics of the Sulfation
of NaCl at Combustion Conditions. Department of Chemical Engineering,
Oregon State University. Corvallis. Oregon: 97331
Brown, G.George. 1950. Unit Operation 6ed. Wiley&Sons; USA.
Brownell, Lloyd E., and Edwin H. Young. 1959. Process Equipment Design. John
Wiley & Sons, Inc. : New York.
C.R.
Nave.
2014.
Saturated
Vapor
Pressure,
Density
for
Water.
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Diakses pada 15 September 2014.
Cheremisinoff, N.P. 2002. Handbook of Water and Wastewater Treatment
Technologies. Butterworth-Heinemann: USA.
182
Coulson J.M., and J. F. Richardson. 2005. Chemical Engineering 4th edition.
Butterworth-Heinemann : Washington.
Couper, J.R. and Penney, W.R. 2005. Chemical Process Equipment Selection and
Design 2nd ed. ElsevierInc.:USA.
Fogler, H. Scott. 1999. Elements of Chemical Reaction Envgineering. Prentice
Hall International Inc. : United States of America.
Garrett, Donald E. 2001. Sodium Sulfate Handbook of Deposits, Processing,
Properties, and Use. Academic Press: USA.
Geankoplis, Christie J. 1993. Transport Processes and Unit Operations 3rd edition.
Prentice Hall : New Jersey.
Goldberg, R.N. and Parker, V.B. 1985. Thermodynamics of Solution of S02(g) in
Water and of Aqueous Sulfur Dioxide Solutions. National Bureau
of
Standards, Gaithersburg, MD: 20899
Gonzales, J., Torren-Sucarrat, M. and Anglada, J.M. 2009. The Reactions of SO3
with HO2 Radical and H2O-HO2 Radical Complex: Theoretical Study on the
Atmospheric Formation of HSO5 and H2SO4. DOI: 10.1039/b916659a.
Google Map. 2014. Area Sungai Cidanau – Banten. Diakses pada 20 Oktober
2014.
Himmeblau, David.1996. Basic Principles and Calculation in Chemical
Engineering, Prentice Hall Inc, New Jersey.
Kestin, Joseph, Khalifa, H.E. and Correia, R.J. 1981. Tables of the Dynamic and
Kinematic Viscosity of Aqueous NaCl Solutions in the Temperature Range
20-150oC and the Pressure Range 0,1-35 MPa. Division of Engineering.
Brown University. Providence, RI: 02912.
183
Kern, Donald Q. 1965. Process Heat Transfer. Mcgraw-Hill Co. : New York.
Kirk, R.E and Othmer, D.F. 2006. Encyclopedia of Chemical Technologi, 4nd ed.,
vol. 22. John Wiley and Sons Inc. New York.
Lester and Gallagher.1978. Thermodynamic Properties of Ammonia. J. Phys.
Chem. Ref. Data, Vol 7 No.3
Levenspiel, Octave. 1995. Chemical Reaction Engineering 2nd edition. John
Wiley & Sons, Inc. : New York.
Macsteel
VRN.
2014.SAF
2205
Technical
Data.
http://www.macsteel.co.za/files/macsteel. Diakses pada 10 April 2014.
McCabe, W.L. and Smith, J.C. 1985. Operasi Teknik Kimia. Erlangga: Jakarta.
Megyesy, E.F. 1983.Pressure Vessel Handbook. Pressure Vessel Publishing Inc.,
USA.
Mehta,
R.P.
2011.
Cooling
Tower
(CT)
Principle.
http://chemicalfiles.blogspot.com. Diakses pada 27 September 2014.
Moran, M.J. and Shapiro, H.N. 2004. Termidinamika Teknik 4th edition.
Terjemahan oleh: Nugroho, Y.S. Erlangga: Jakarta.
Moss, Dennis R. 2004. Pressure Vessel Design Manual 3rd Edition. Elsevier
Publishing Inc., USA.
Mott Corporation. 2014. Sparging/Gas-Liquid Contacting: Design Guide & Part
Selection. Farmington.
Mullin, J.W. 2001. Crystallization4th edition. Reed Educational and Professional
Publishing Ltd. Oxford: London.
NIST
Chemistry
WebBook.
2013.
Thermochemical
http://webbook.nist.gov, 2013. Diakses pada 25 November 2013
Data.
184
NIST
Chemistry
WebBook.
2013.
Thermochemistry
Data.
http://webbook.nist.gov, 2013. Diakses pada 25 November 2013
Pergub DKI Jakarta No : 122/2005. http://www.purewatercare.com. Diakses pada
14 September 2014.
Perry, Robert H., and Don W. Green. 1999. Perry’s Chemical Engineers’
Handbook 7th edition. McGraw Hill : New York.
Perry, Robert H., and Don W. Green. 2008. Perry’s Chemical Engineers’
Handbook 8th edition. McGraw Hill : New York.
Portland
Oregon.
2014.
Caustic
Soda
for
Water
Treatment.
http://www.portlandoregon.gov. Diakses pada 27 September 2014.
Powell, S.1954.Water Conditioning for Industry, Ed. 1st.Mc Graw Hill Book
Company : London.
Raju, 1995, Water Treatment Process, McGraw Hill International Book
Company, New York
Sandvik
Materials
Technology.
2014.
Sandvik
SAF
2205.
http://www.smt.sandvik.com, 2014. Diakses pada 10 April 2014.
Santosa, Galih. 2013. Hydrant Water. Galihsantosa.adhiatma.blog. Diakses pada
26 September 2014.
Santosa, Urip. 2010. Kualitas dan Kuantitas Air Bersih untuk Pemenuhan
Kebutuhan Manusia. http://uripsantoso.wordpress.com. Diakses pada
26
September 2014.
Smith, J.M., H.C. Van Ness, and M.M. Abbott. 2001. Chemical Engineering
Thermodynamics 6th edition. McGraw Hill : New York.
185
Southern Tank. 2014. Standard Tank Sizes. http://southerntank.net/. Diakses pada
27 September 2014.
Sumada, Ketut. 2012. Perancangan Fasilitas Pengolahan Air Limbah Secara
Kimia.
20
April
2012.
Tersedia
di
http://Ketutsumada.Blogspot.Com/2012/04/Perancangan-FasilitasPengolahan-Air.Html. UPN Veteran : Jawa Timur. Diakses 20 Januari 2014.
Timmerhaus, Klaus D., Max S. Peters, and Ronald E. West. 1991.Plant Design an
Economic for Chemical Engineering 3ed. McGraww-Hill Book Company:
New York.
Timmerhaus, Klaus D., Max S. Peters, and Ronald E. West. 2002. Plant Design
and Economics for Chemical Engineers 5th edition. McGraw-Hill : New
York.
Treyball, R.E. 1983. Mass Transfer Operation 3ed. McGraw-Hill Book Company:
New York.
Ulmann. 2007. Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. VCH
Verlagsgesell Scahft. Wanheim: Germany.
Ulrich.G.D. 1987. A Guide to Chemical Engineering Process Design and
Economics. John Wiley & Sons Inc: New York.
Walas, Stanley M. 1990. Chemical Process Equipment. Butterworth-Heinemann :
Washington.
Waryono. 2014. DAS Cidanau. https://staff.blog.ui.ac.id/tarsoen.waryono, diakses
pada 25 September 2014
www.water.me.vccs.edu. Diakses pada Diakses pada 26 September 2014.
Yaws, C.L. 1999. Chemical Properties Handbook. Mc Graw Hill . NewYork