Pra–Rancangan Pabrik Pembuatan NPropanol dari Etilen dan Gas Sintesa dengan Kapasitas 2.000 Ton/Tahun

PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN N-PROPANOL DARI ETILEN DAN GAS
SINTESA
DENGAN KAPASITAS 2.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia

Oleh :
HERLINAWATI SIMAREMARE
080405107

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011

KATA PENGANTAR
Puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah
memberikan berkat, rahmat dan karunia berupa kesehatan sehingga Penulis dapat

menyelesaikan tugas akhir ini dengan judul Pra–Rancangan Pabrik Pembuatan NPropanol dari Etilen dan Gas Sintesa dengan Kapasitas 2.000 Ton/Tahun.
Pra–rancangan pabrik ini disusun untuk melengkapi salah satu syarat dalam
menyelesaikan perkuliahan pada Program Studi Strata Satu (S1) Teknik Kimia,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini,
Penulis banyak menerima bantuan, bimbingan dan fasilitas dari berbagai pihak. Pada
kesempatan ini juga, Penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Dr. Ir. Mhd. Yusuf Ritonga, MT, sebagai Dosen Pembimbing I yang
telah memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, sebagai Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si, ketua Departemen Teknik Kimia Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik
Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak dan Ibu dosen staf pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.
6. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan
bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Departemen
Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, atas segala
bantuan yang telah diberikan.

7. Spesial buat papaku M.simaremare dan mamaku tercinta T.sinaga yang telah
mendukung dan memberikan kasih sayang serta dorongan moril dan materil.
8. Keluarga

Penulis,

Lasmidawati

Simaremare,

S.E,

Elvina

Sumianti

Simaremare, Monang Marulitua Sumianto Simaremare, S.H, Mey Lina Wati
Simaremare, Spd, Deddy Hariyanto Simaremare serta abang – abang iparku
yang tidak pernah lupa memberikan motivasi dan doa kepada penulis.

9. Naomi Yemima Manalu sebagai partner yang telah banyak membantu dalam
penyusunan tugas akhir ini.
10. Sahabatku Ditha Primalani Nainggolan dan Audra Natasya Tarigan, serta
teman – temanku Eva Okta Rianty, Ilfi Mawaddah, Kakak Lely, Lamria,
nova, icha, Ida dan kak irma, sebagai orang yang telah sangat banyak
membantu, dan memberi semangat kepada Penulis dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
11. Teman

– teman di Angkatan ’05, ’06, ’07 dan ’08 yang telah banyak

memberikan masukan, doa dan motivasinya kepada Penulis.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, Penulis menyadari masih banyak terdapat
kekurangan. Oleh karena itu Penulis mengharapkan saran dan kritik yang
membangun dari pembaca sehingga tulisan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, November 2011

(Herlinawati simaremare)

INTISARI
N-Propanol (CH3CH2CH2OH) merupakan senyawa intermediate yang
digunakan sebagai bahan baku dalam industri cat, kosmetik, tinta printer, pestisida,
insektisida, Ester, Eeter dan N-Propylamine. Proses pembuatan N-Propanol dari
Etilen dan Gas Sintesa dengan proses oxo berlangsung dalam 2 tahap reaksi. Etilen
merupakan senyawa turunan hidrokarbon alkena yang paling sederhana, terdiri dari
dua atom karbon dan empat hidrogen. Gas sintesis merupakan gas yang diperoleh
dari suatu proses, misalnya dari proses penyulingan minyak bumi atau dari proses
gasifikasi batubara. Pra-rancangan pabrik pembuatan N-Propanol dari Etilen dan Gas
Sintesa ini memiliki kapasitas 2.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja. Pabrik
pembuatan N-Propanol dari Etilen dan Gas Sintesa ini membutuhkan etilen, hidrogen
dan karbon monoksida sabagai bahan baku. Lokasi pabrik pembuatan pupuk NPropanol dari Etilen dan Gas Sintesa ini direncanakan didirikan di daerah kawasan
industri Panca Puri, propinsi Banten dengan luas areal 8.800 m2, tenaga kerja yang
dibutuhkan 145 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang
dipimpin oleh seorang direktur utama dengan struktur organisasi sistem garis dan
staf.
Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan N-Propanol dari Etilen dan Gas Sintesa
adalah sebagai berikut:
ƒ

Total Modal Investasi

:

Rp 227.421.405.333 ,-

ƒ

Biaya Produksi

:

Rp 137.843.014.106 ,-

ƒ Hasil Penjualan

:

Rp 291.251.613.417 ,-

ƒ

Laba Bersih

:

Rp 107.922.949.614 ,-

ƒ

Profit Margin

:

52,93 %

ƒ

Break Even Point

:

27,41 %

ƒ

Return on Investment

:

47,45 %

ƒ

Pay Out Time

:

2,11 tahun

ƒ

Return on Network

:

79,09 %

ƒ Internal Rate of Return :

33,45 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan NPropanol dari Etilen dan Gas Sintesa ini layak untuk didirikan.

DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ............................................................................................... i
INTISARI ................................................................................................................ iii
DAFTAR ISI ............................................................................................................ iv
DAFTAR TABEL ................................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ x
BAB I

PENDAHULUAN ................................................................................ I-1
1.1 Latar Belakang ............................................................................... I-1
1.2 Tujuan Perancangan ........................................................................ I-3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... II-1
2.1 N-Propanol ..................................................................................... II-1
2.2 Sifat – Sifat Bahan Baku & Produk.................................................. II-1
2.3 Pembuatan N-Propanol .................................................................. II-7
2.4 Uraian Proses ................................................................................. II-9

BAB III

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

BAB IV

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

BAB V

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

BAB VI

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

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

6.2

Keselamatan Kerja ....................................................................... VI-6

6.2 Keselamatan Kerja Pada Pra Rancangan
Pabrik Pembuatan Urea ............................................................... VI-7

BAB VII UTILITAS......................................................................................... V11-1
7.1

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

7.2

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

7.3

Kebutuhan Bahan Kimia .......................................................... VII-12

7.4 Kebutuhan Listrik .................................................................... VII-12
7.5

Kebutuhan Bahan Bakar .......................................................... VII-12

7.6 Unit Pengolahan Limbah ......................................................... VII-13
7.7

Spesifikasi Pengolahan Limbah ............................................... VII-20

7.7

Spesifikasi Peralatan Utilitas ................................................... VII-22

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

BAB IX

BAB X

8.1

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

8.2

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

8.3

Perincian Luas Areal Pabrik...................................................... VIII-4

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

Organisasi Perusahaan ................................................................. IX-1

9.2

Manajemen Perusahaan................................................................ IX-3

9.3

Bentuk Hukum Badan Usaha ....................................................... IX-4

9.4

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

9.5

Sistem Kerja ................................................................................. IX-8

9.6

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

9.7

Sistem Penggajian ...................................................................... IX-11

9.8

Fasilitas Tenaga Kerja ................................................................ IX-12

ANALISA EKONOMI ........................................................................ X-1
10.1 Modal Investasi ............................................................................. X-1
10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/ Total Cost (TC) ............................ X-28
10.3 Perkiraan Rugi/labaUsaha ........................................................... X-37
10.4 Analisa Aspek Ekonomi.............................................................. X-39

BAB XI

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

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... xii
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

DAFTAR TABEL
Tabel 1.1

Perkembangan Impor N-Propanol di Indonesia....................................I-2

Tabel 1.2

Perkembangan Impor Etilen di Indonesia.............................................I-2

Tabel 1.3

Perkembangan Impor Gas Sintesa di Indonesia....................................I-3

Tabel 3.1

Neraca massa Reaktor (R-101)...........................................................III-1

Tabel 3.2

Neraca massa Separator Drum (SD-101)...........................................III-2

Tabel 3.3

Neraca massa Mixing Point (M-101).................................................III-2

Tabel 3.4

Neraca massa Reaktor (R-102) ………............................................. III-2

Tabel 3.5

Neraca massa Separator Drum (SD-102)...........................................III-3

Tabel 3.6

Neraca massa Destilasi (D-101).........................................................III-3

Tabel 3.7

Neraca massa Kondensor (CD-102)...................................................III-3

Tabel 3.8

Neraca massa Reboiler (Rb-101)........................................................III-4

Tabel 4.1

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

Tabel 4.2

Neraca Panas Reaktor (R-101)...........................................................IV-1

Tabel 4.3

Neraca Panas Refrigerator (CD-101).................................................IV-2

Tabel 4.4

Neraca Panas Heater (E-102).............................................................IV-2

Tabel 4.5

Neraca Panas Cooler (E-103).............................................................IV-2

Tabel 4.6

Neraca Panas Cooler (E-104).............................................................IV-3

Tabel 4.7

Neraca Panas Kolom Destilasi (D-101).............................................IV-3

Tabel 4.8

Neraca Panas cooler (E-105)..............................................................IV-4

Tabel 6.1

Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan NPropanol dari etilen dan gas sintesa..............................................VI-6

Tabel 7.1

Kebutuhan Uap.................................................................................VII-1

Tabel 7.2

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

Tabel 7.3

Pemakaian air untuk berbagai kebutuhan.........................................VII-4

Tabel 7.4

Kualitas Air Sungai Cidanau, Banten...............................................VII-5

Tabel 7.5

Perincian Kebutuhan Listrik...........................................................VII-12

Tabel 8.1

Perincian Luas Areal Pabrik............................................................VIII-5

Tabel 9.1

Jadwal Kerja Karyawan Shift...........................................................IX-10

Tabel 9.2

Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya.............................................IX-10

Tabel 9.3

Gaji Karyawan..................................................................................IX-11

Tabel LA-1 Neraca Massa Reaktor (R-101) ............................................................ LA-4
Tabel LA-2 Hasil Perhitungan Pbuble dan Pdew......................................................... LA-5
Tabel LA-3 Hasil Iterasi Separator Drum (SD-101) .............................................. LA-6
Tabel LA-4 Hasil Perhitungan Separator Drum (SD-101) ..................................... LA-6
Tabel LA-5 Neraca Massa Separator Drum (SD-101) ........................................... LA-7
Tabel LA-6 Neraca Massa Mixing Point (M-101) .................................................. LA-8
Tabel LA-7 Neraca Massa Reaktor (R-102) ........................................................... LA-9
Tabel LA-8 Hasil Perhitungan Pbuble dan Pdew....................................................... LA-10
Tabel LA-9 Hasil Iterasi Separator Drum (SD-102) ............................................ LA-11
Tabel LA-10 Hasil Perhitungan Separator Drum (SD-102) ................................... LA-11
Tabel LA-11 Neraca Massa Separator Drum (SD-102) ......................................... LA-12
Tabel LA-12 Neraca Massa Kolom Destilasi (D-101) ........................................... LA-15
Tabel LA-13 Konstanta Antoine Komponen .......................................................... LA-16
Tabel LA-14 Titik Didih Umpan Masuk Destilasi ................................................. LA-16
Tabel LA-15 Dew Point Destilat............................................................................. LA-16
Tabel LA-16 Boiling Point Produk Bawah ............................................................. LA-17
Tabel LA-17 Omega Point Destilat......................................................................... LA-17
.

Tabel LA-18

................................................................................ LA-17

Tabel LA-19 Neraca Massa Kondensor (CD-102) ................................................. LA-19
Tabel LA-20 Neraca Massa Reboiler (RB-101) ..................................................... LA-20
Tabel LB-1 Data Kapasitas Panas Komponen Gas .................................................. LB-1
Tabel LB-2 Data Kapasitas Panas Komponen Cair ................................................. LB-1
Tabel LB-3 Data Panas Reaksi Komponen.............................................................. LB-1
Tabel LB-4 Sifat – Sifat Bahan Baku ...................................................................... LB-2
Tabel LB-5 Tekanan Uap Antoine ........................................................................... LB-2
Tabel LB-6

Data

steam

dan

air

pendingin

yang

digunakan…………………….….................................................LB-2
Tabel LB-7

Data

kapasitas

panas

refrigrant

yang

digunakan....…………...…....................................................…...LB-2
Tabel LB-8 Panas masuk alur 1………………………………………………...LB-4
Tabel LB-9 Panas keluar alur 3……………………………………………....... LB-4

Tabel LB-10 Neraca Panas Heater (E-101)…………………………………… .. LB-6
Tabel LB-11 Panas keluar alur 4………………………………………....… ....... LB-8
Tabel LB-12 Neraca Panas Reaktor (R-101)…………………………………….LB-9
Tabel LB-13 Panas keluar refrigerator alur 5 ....................................................... LB-9
Tabel LB-14 Neraca Panas Refrigerator (CD-101) ............................................ LB-10
Tabel LB-15 Panas keluar alur 8......................................................................... LB-11
Tabel LB-16 Neraca Panas Heater (E-102) ........................................................ LB-12
Tabel LB-17 Panas keluar alur 12 ....................................................................... LB-12
Tabel LB-18 Neraca Panas Cooler (E-103) ........................................................ LB-13
Tabel LB-19 Panas keluar alur 15 fasa cair ........................................................ LB-14
Tabel LB-20 Neraca Panas Cooler (E-104) ........................................................ LB-15
Tabel LB-21 Panas masuk alur 16 ...................................................................... LB-16
Tabel LB-22 Panas keluar alur 17 fasa cair ........................................................ LB-16
Tabel LB-23 Neraca Panas Kondensor (CD-102) .............................................. LB-17
Tabel LB-24 Boiling Point Produk Bawah ......................................................... LB-17
Tabel LB-25 Panas masuk alur 18 ...................................................................... LB-18
Tabel LB-26 Panas keluar alur 19 ....................................................................... LB-18
Tabel LB-27 Panas keluar alur 21 ....................................................................... LB-18
Tabel LB-28 Neraca Panas Reboiler (RB-101) .................................................. LB-19
Tabel LB-29 Panas keluar alur 21 ....................................................................... LB-20
Tabel LB-30 Neraca Panas Cooler (E-105) ........................................................ LB-21
Tabel LC-1 ∆t heater I (E-101) ......................................................................... LC-27
Tabel LC-2 ∆t kondensor (CD-101) ................................................................. LC-36
Tabel LC-3 komposisi gas pada separator drum (SD-101) ............................... LC-42
Tabel LC-4 ∆t heater II (E-102)........................................................................ LC-45
Tabel LC-5 ∆t cooler I (E-103) ......................................................................... LC-54
Tabel LC-6 komposisi gas pada separator (SD-102) ........................................ LC-60
Tabel LC-7 ∆t cooler II (E-104) ....................................................................... LC-62
Tabel LC-8 komposisi bahan pada alur vd kolom destilasi (D-101) ................ LC-70
Tabel LC-9 komposisi bahan pada alur lb kolom destilasi (D-101) ................. LC-71
Tabel LC-10 ∆t kondensor sub cooler (CD-102) ................................................ LC-75
Tabel LC-11 Data pada akumulator (AC-101) ................................................... LC-80

Tabel LC-12 Data pada alur 17 ........................................................................... LC-83
Tabel LC-13 Data pada alur 18 ........................................................................... LC-92
Tabel LC-14 ∆t cooler III (E-105) ...................................................................... LC-95
Tabel LC-15 Data pada mixing point (M-101) ................................................. LC-102
Tabel LD-1 Perhitungan Entalpi Tinggi Menara Pendingin ............................. LD-17
Tabel LE-1

Perincian Harga Bangunan dan Sarana Lainnya............................. LE-2

Tabel LE-2

Harga Indeks Marshall dan Swift ................................................... LE-4

Tabel LE-3

Estimasi Harga Peralatan Proses..................................................... LE-9

Tabel LE-4

Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ......... LE-11

Tabel LE-5

Biaya Sarana Transportasi ........................................................ ....LE-15

Tabel LE-6

Perincian Gaji Pegawai ................................................................. LE-22

Tabel LE-7

Perician Biaya Kas ........................................................................ LE-25

Tabel LE-8

Perincian Modal Kerja .................................................................. LE-27

Tabel LE-9

Aturan Depresiasi sesuai UU RI No.17 tahun 2000 ..................... LE-29

Tabel LE-10 Perkiraan Biaya Depresiasi sesuai UU RI No.17 tahun 2000....... LE-30
Tabel LE-11 Data perhitungan BEP .................................................................. LE-41
Tabel LE-11 Data perhitungan IRR ................................................................... LE-43

DAFTAR GAMBAR

Gambar 8.1

Perincian Luas Areal Pabrik........................................................ VIII-6

Gambar 9.1

Bagan struktur organisasi perusahaan pabrik
Pembuatan N-Propanol dari Etilen dan Gas Sintesa .................... IX-14

Gambar LD-1 Spesifikasi screening..................................................................... LD-1
Gambar LD-2 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower (CT) .......
Gambar LD-3 Kurva Hy terhadap 1/(Hyi – Hy) ................................................ LD-18
Gambar LE-1 Grafik BEP (Break Even Point) .................................................. LE-42

LD

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ....................................... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA PANAS ........................................ LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ...................... LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS ... LD-1
LAMPIRAN E PERHITUNGAN ASPEK EKONOMI ...................................... LE-1

INTISARI
N-Propanol (CH3CH2CH2OH) merupakan senyawa intermediate yang
digunakan sebagai bahan baku dalam industri cat, kosmetik, tinta printer, pestisida,
insektisida, Ester, Eeter dan N-Propylamine. Proses pembuatan N-Propanol dari
Etilen dan Gas Sintesa dengan proses oxo berlangsung dalam 2 tahap reaksi. Etilen
merupakan senyawa turunan hidrokarbon alkena yang paling sederhana, terdiri dari
dua atom karbon dan empat hidrogen. Gas sintesis merupakan gas yang diperoleh
dari suatu proses, misalnya dari proses penyulingan minyak bumi atau dari proses
gasifikasi batubara. Pra-rancangan pabrik pembuatan N-Propanol dari Etilen dan Gas
Sintesa ini memiliki kapasitas 2.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja. Pabrik
pembuatan N-Propanol dari Etilen dan Gas Sintesa ini membutuhkan etilen, hidrogen
dan karbon monoksida sabagai bahan baku. Lokasi pabrik pembuatan pupuk NPropanol dari Etilen dan Gas Sintesa ini direncanakan didirikan di daerah kawasan
industri Panca Puri, propinsi Banten dengan luas areal 8.800 m2, tenaga kerja yang
dibutuhkan 145 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang
dipimpin oleh seorang direktur utama dengan struktur organisasi sistem garis dan
staf.
Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan N-Propanol dari Etilen dan Gas Sintesa
adalah sebagai berikut:
ƒ

Total Modal Investasi

:

Rp 227.421.405.333 ,-

ƒ

Biaya Produksi

:

Rp 137.843.014.106 ,-

ƒ Hasil Penjualan

:

Rp 291.251.613.417 ,-

ƒ

Laba Bersih

:

Rp 107.922.949.614 ,-

ƒ

Profit Margin

:

52,93 %

ƒ

Break Even Point

:

27,41 %

ƒ

Return on Investment

:

47,45 %

ƒ

Pay Out Time

:

2,11 tahun

ƒ

Return on Network

:

79,09 %

ƒ Internal Rate of Return :

33,45 %

Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan NPropanol dari Etilen dan Gas Sintesa ini layak untuk didirikan.

BAB I
PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang
Sebagai negara yang sedang membangun, Indonesia sedang menggalakkan

sektor industri untuk mengurangi ketergantungan terhadap barang-barang hasil
industri dari luar negeri, menghemat devisa negara dan mempercepat laju
pertumbuhan ekonomi Indonesia. Pembangunan industri di Indonesia merupakan
salah satu bentuk pembangunan jangka panjang. Industri diharapkan mampu
memperbaiki laju pertumbuhan ekonomi, menciptakan lapangan kerja baru dan
meningkatkan pendapatan daerah. Selain itu, perkembangan industri dalam
negeri akan mengurangi ketergantungan terhadap sistem impor.
Salah satu bahan kimia yang masih diimpor adalah N-Propanol (NC3H8O), N-Propanol digunakan sebagai bahan baku dalam indusri cat,kos-metik,
tinta printer, pestisida, insektisida, Ester, Eeter dan N-Propylamine. Misalnya
dalam penggunaan dalam desinfeksi untuk mencegah terjadinya infeksi atau
pencemaran jasad renik seperti bakteri dan virus, juga membunuh atau
menurunkan jumlah mikroorganisme atau kuman penyakit lainnya. Propanol
bekerja dengan mekanisme denaturasi serta berdaya aksi dalam rentang detik
hingga menit. Umumnya dibuat dalam campuran air pada konsentrasi 70-90%.
Pada eter penggunaan N-propanol dapat dijumpai pada kromatografi.
Ketergantungan bahan kimia seperti N-propanol dari negara lain tidak
menguntungkan bagi perekonomian negara kita, karena jika timbul gejolak harga
di negara lain maka harga barang-barang yang menggunakan N-Propanol akan
berubah juga.
Berdasarkan data Biro Pusat Statistik, kebutuhan N-propanol di Indonesia
dapat dilihat dalam tabel 1.1 berikut.

Universitas Sumatera Utara

Tabel 1.1 Perkembangan Impor N-propanol di Indonesia
Tahun

Kapasitas (liter)

2007

922.950

2008

1.025.500

2009

1.165.350

2010

1.371.000

2011

1.576.650

2013

2.085.119

(Sumber : Biro Pusat Statistik, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011,2013)
Berdasarkan data dari Biro Pusat Statistik di atas, kebutuhan N-propanol di
Indonesia dapat diperkirakan mengalami kenaikan setiap tahun antara 10% 15%. Bahan baku pembuatan N-propanol di Indonesia selalu selalu tersedia
dalam jumlah banyak. Bahan baku pembuatan N-propanol adalah etilen, gas
sintesa dan hydrogen. Karena kebutuhan N-propanol di Indonesia terus
meningkat setiap tahun maka perlu untuk didirikan pabrik untuk menghasilkan
N-propanol.
Table 1.2 Perkembangan Impor Etilen di Indonesia
Tahun

Kapasitas (kg/tahun)

2004

306.929

2005

597.737

2006

944.746

2007

1.147.051

(Sumber : Biro Pusat Statistik, 2004, 2005, 2006, 2007)
Etena atau yang umum disebut Etilen sangat banyak digunakan dalam
dunia industri, terutama dalam industri kimia intermediate. Kebutuhan Etilen di
Indonesia mengalami peningkatan disebabkan berkembangnya industri – industri
yang memanfaatkan Etilen sebagai bahan baku. Sementara itu kebutuhan akan
Etilen sebagian masih diimpor dari negara – negara lain. Dengan dibangunnya
pabrik Etilen di Indonesia akan memacu perkembangan industri – industri yang
menggunakan Etilen sebagai bahan baku maupun bahan pembantu. Industrindustri yang memanfaatkan Etilen sebagai bahan baku di antaranya sebagai
berikut (www.ausetute.com.au) :

Universitas Sumatera Utara

1. Industri pembuatan polietilena sebagai bahan baku pembuatan plastic
2. Industri pembuatan etil alcohol (etanol)

3.

Industri pembuatan etilena glikol sebagai bahan baku pembuatan serat
buatan dan sebagai bahan pendingin.

4.

Industri pembuatan stirena, dimana stirena dapat dipolimerisasikan
membentuk polistirena

5.

Industri pembuatan kloroetana sebagai bahan baku pembuatan timbale
tetraetil
Begitu pula dengan harga hydrogen akan mengalami kenaikan tiap tahunnya.

Dan saat ini harga hydrogen (tahun 2011) mencapai Rp: 462.000,- 1L.
Table 1.3 Perkembangan Impor Gas sintesa di Indonesia
Gas sintesa

Kapasitas (L/tahun)

Hidrogen

1.565.000

Karbon

5.035.000

(Sumber : Biro Pusat Statistik, 2011)
Dari hasil perhitungan bahan baku antara N-propanol, etilen, hydrogen dan gas
sintesa maka didapatkanlah kapasitas produk 2.000 ton/tahun karena nilai bahan
baku masih mencukupi.

1.2

Tujuan Perancangan
Perancangan pabrik propanol ini bertujuan untuk menerapkan disiplin ilmu

keteknikan khususnya di bidang perancangan proses, operasi teknik kimia dan
akhirnya pada pra perancangan pabrik.

Universitas Sumatera Utara

BAB
B II
TIINJAUAN PUSTAKA
A

2.1

N-Propanool
senyawa intermediaate yang
N-Propanoll (CH3CH2CH2OH) merupakan
m

digunaakan sebaggai bahan baku dalam
m indusri cat, kosm
metik, tinta printer,
pestisiida, insektisida, Ester,, Eeter dan
n N-Propyllamine. Prooses pembu
uatan NPropannol dari Etiilen dan Gaas Sintesa dengan prooses oxo beerlangsung dalam 2
tahap reaksi. Tahhap pertam
ma adalah reaksi hydrooformulasi Etilen men
njadi NPropannal yang berlangsung dalam reaaktor fixed bed multituube dengan
n katalis
Rhodiuum-Silica. Tahap keduua adalah reeaksi hidroggenasi N-prropanal men
njadi NPropannol yang teerjadi dalam
m reaktor fixed
fi
bed addiabatis denngan katalis NikelKiesellgurh. Dari segi prooses pabrik
k ini bereesiko renddah karenaa proses
pembuuatannya teelah banyakk diterapkan
n pada sejuumlah besaar pabrik di
d dunia,
selain itu pabrik juga dijalankkan pada tekanan dan suhu
s
mediuum.
Rumus struuktur n-proppanol:

Propanol raantai lurus (rumus
(
struk
ktur lengkapp)

Propanol bentuk strukktural

Rumus struuktur propannol minimu
um

2.2

B
Bak
ku dan Produk
Sifat-sifat Bahan

ku
2.2.1 Sifat-sifat Bahan Bak
a. Etilen
Sifat-sifatt fisika :

Universitas Sumatera Utara

1. Rumus molekul

: C2H4

2. Berat molekul

: 28.0536 kg/kgmol

3. Wujud

: gas (1 atm, 25o C)

4. Titik beku (oC)

: - 169,15 oC

5. Titik didih (oC)

: - 103,71 oC

6. Spesifik gravity (-103,71 oC) : 0,57 gr/cm3
(0oC) : 0,34 gr/cm3
7. Densitas gas

: 7,635 mol/L

8. Densitas cairan

: 20,27 mol/L

9. Tekanan uap (-103,71oC)

: 0,102 Mpa

(0oC)

: 4,27 Mpa

10. Tekanan kritis

: 5040,8 kPa

11. Suhu kritis

: 9,194 oC

12. Viskositas cairan

: 0,1611 cP

13. Panas laten penguapan

: 13,548 kJ/g

14. Panas reaksi pembentukan

: 52,51 kg/j

15. Kemurnian

: 99,0 %wt C2H4

Sifat-sifat kimia :
1. Polimerisasi
Etilen dapat dipolimerisasi dengan cara memutuskan ikatan
rangkapnya dan bergabung dengan molekul etilen yang lain
membentuk molekul yang lebih besar (polimer) pada tekanan dan
temperatur tertentu dan dapat pula menggunakan katalis. Molekul yang
terbentuk terdiri dari 1000 sampai 6 juta atau lebih molekul etilen.
Untuk memproduksi polyetilen digunakan etilen dengan tingkat
kemurnian tinggi.
Reaksi :
n (CH2 = CH2)

(CH2 – CH2 -) n

2. Oksidasi
Etilen dapat dioksidasi menghasilkan senyawa – senyawa etilen
oksida atau etilen glikol yang banyak digunakan sebagai anti freeze.

Universitas Sumatera Utara

Etilen fase uap dioksidasi dengan udara atau oksigen dengan
katalisator perak oksida pada suhu 200-300 oC dan tekanan 1-3 MPa.
Reaksi yang terjadi :
CH2 = CH2 + ½ O2

CH2 – CH2
O

Etilen dapat juga dioksidasi menghasilkan vinil asetat dengan
katalis palladium, alumina atau alumina silica pada temperature 175200 oC dan tekanan 0,4-1 MPa, dengan reaksi :
H2C = CH2 + CH3COOH + ½ O2

CH2 – CH = OOCCH3 + H2O

3. Hidrohalogenasi
Etil klorida terbentuk dari reaksi antara etilen dengan HCL
menggunakan katalis AlCl3 atau FeCl3 pada tekanan 300-500 kPa
dengan temperature 30-90 oC untuk fase cair dan 130-250 oC untuk
fase gas.
4. Hidrogenasi
Etilen dapat dihidrogenasi secara langsung dengan katalis nikel
pada temperatur 300 oC.
Reaksi yang terjadi :
CH2 = CH2 + H2
Atau

CH3 – CH3

dapat

dihidrogenasi

secara

langsung

dengan

menggunakan katalis platina atau palladium pada suhu kamar.
5. Alkilasi
Etilen dapat juga dialkilasi dengan menggunakan katalis
tertentu. Contoh alkilasi Friedel-Craft, mereaksikan etilen dengan
benzen untuk menghasilkan produk etil benzene dengan katalis AlCl3
pada temperatur 400 oC.
Reaksi yang terjadi :
C6H6 + C2H4

C6H5C2H5

Etilen dapat juga dialkilasi dengan hidrokarbon parafin,
misalnya isobutana menghasilkan 2,2 dimetil butane.
CH(CH3)3 + CH2 = CH2

(CH3)3 – C – CH2CH3

6. Hidrasi

Universitas Sumatera Utara

Etilen dapat direaksikan membentuk etanol dengan hidrasi
katalitik langsung menggunakan katalis H3PO4-SiO2 pada temperatur
300 oC dan tekanan 7MPa.
Reaksi yang terjadi :
CH2 = CH2 + H2O

CH3 – CH2OH

7. Reaksi OXO (hidroformilasi)
Etilen bereaksi dengan gas sintesa (CO + H2) menggunakan
katalis cobalt membentuk propionaldehid pada temperatur 60-200 oC
dan tekanan 4-35 MPa. Biasanya reaksi terjadi dalam medium cair
dimana gas dilarutkan.
Reaksi yang terjadi :
CH2 = CH2 + CO + H2

CH3 - CH2 – CHO

(Kirk & Othmer, vol. 9, 1994)

b. Gas Sintesa, terdiri dari :
Komposisi

: 50 % H2
50 % CO

b.1 Karbon monoksida (CO)
sifat fisika :
- Berat molekul

: 28,0101 g/mol

- Titik didih

: -192 oC (81 K)

- Densitas

: 1,145 g/L pada 25 oC, 1 atm

- Kelarutan dalam air

: 0,0026 g/100 mL (20 oC)

- Panas reaksi pembentukan : -110,53 kj/g
- Panas laten penguapan

: 29,889 j/kg

Sifat kimia :
- Terdiri dari satu atom yang secara kovalen berikatan dengan satu atom
oksigen.
- Terbentuk apabila terdapat kekurangan oksigen dalam proses pembakaran
- mudah terbakar dan menghasilkan lidah api berwarna biru
- walaupun bersifat racun, CO memainkan peran yang penting dalam
teknologi modern, yakni merupakan precursor banyak senyawa karbon.

Universitas Sumatera Utara

(www.wikipedia.com)

b.2 Hidrogen
a. Sifat-sifat fisika (Perry, 1997) :
-

Berat molekul

: 2,01594 gr/mol

-

Titik didih

: -252,87oC

-

Panas laten (-252,619 oC)

: 1334,6 J/mol

-

Kapasitas panas spesifik (tekanan konstan) : 10 kJ/kg oC

-

Temperatur kritik

: -239,809 oC

-

Tekanan kritik

: 1315,23 kPa

-

Panas pembentukan standar

: 0 kkal/gmol

-

Titik lebur

: -259,04 oC (1 atm)

-

Volume kritik

: 65 cm3/mol

-

Densitas (20,4 K)

: 77,02 gr/ltr

-

Konstanta dielektrik (20,4 K)

: 1,23

-

Tegangan permukaan (20,4 K)

: 2,2 dyne/cm

-

Konduktivitas panas (20,4 K)

: 11,6 W/cm2

-

Panas penguapan

: 461 kj/kg

b. Sifat-sifat kimia (Othmer, 1967) :
-

Bereaksi dengan oksigen membentuk air.
H2 + O2 → H2O

-

Dapat meledak bila dicampur dengan O2 dan udara.

-

Dapat bereaksi dengan bromida (Br) pada suhu tinggi membentuk asam
bromida.
H2 + Br → HBr

-

Bereaksi dengan nitrogen (N2) membentuk ammonia
H2 + N2 → NH3

c.

Etana (C2H6)
sifat fisika :
- berat molekul

: 30,07 g/mol

Universitas Sumatera Utara

- fase

: gas

- densitas gas

: 1,212 kg/m3

- titik didih

: -88,6 oC

- titik leleh

: -182,76 oC

- panas reaksi pembentukan : -83,82 kj/g
- panas reaksi penguapan

: 47,80 kj/g

sifat kimia :
- merupakan hidrokarbon alifatik
- dalam temperatur dan tekanan standar, etana merupakan gas yang tidak
berwarna dan tidak berbau
- diisolasi dari gas alam, dan hasil sampingnya dari penyulingan minyak
(www.wikipedia.com)

d. Propanal (C3H6O)
sifat fisika :
- berat molekul

: 58,08 g/mol

- fase

: cairan tidak berwarna

- densitas gas

: 0,79 g/m3

- titik didih

: 56,53 oC

- titik leleh

: -94,9 oC

- viscositas

: 0,32 cp pada 20oC

- panas reaksi pembentukan : -215,7 kj.g
- panas reaksi penguapan

: 518 kj/kg

sifat kimia :
- diproduksi

melalui

propena

yang

dioksidasi

langsung

dengan

menggunakan katalis Pd (II) / Cu(II)
- dapat melarutkan berbagai macam pelastik
- dalam laboratorium, propanal digunakan sebagai pelarut aportik polar
dalam kebanyakan reaksi organik seperti SN2
(www.wikipedia.com)

Universitas Sumatera Utara

2.2.2 Sifat-sifat Produk
a. N-Propanol
Sifat – sifat fisika:
- Rumus molekul

: C3H8O

- Berat molekul

: 60,096

- Titik didih normal

: 97,2 oC

- Densitas

: 0,8034 g/cm3

- viskositas

: 1,938 cP

- panas reaksi pembentukan : -255,2 kj/g
- Panas reaksi penguapan

: 896 kj/kg

-

: 99,9 % C3H8O

Kemurnian

Sifat – sifat kimia:
a.

Propanol menunjukkan reaksi normal dari suatu alcohol primer

b.

Dapat dikonversi menjadi alkil halide, misalnya merah fosfor dan
yodium menghasilkan propel iodide

c.

Cairan tidak berwarna dengan bau, manis menyenangkan, alcohol ringan

d.

Digunakan dalam pembuatan kosmetik, kulit dan preparat rambut,
farmasi, parfum, formula lacquer, solusi pewarna, antifreezes,aseton dan
bahan kimia lainnya

e.

2.3

Bau alkohol terdeteksi pada 30 – 40 ppm

Pembuatan N-Propanol
N-Propanol adalah suatu cairan yang tidak berwarna pada suhu kamar dan

tekanan atmosferis, serta dapat larut dalam Alkohol dan Ester. N-Propanol dapat
dibuat dengan beberapa proses, yaitu :
2.3.1 Proses Reppe
Proses Reppe adalah sintesis alkohol dari Olefin, Carbon Monoksida
dan air. Teknologi pembuatan N-Propanol dengan metode ini dikembangkan oleh
Badische Anilin and Soda Pabric A.G (BASF). Reaksi yang terjadi :
C2H4 + 3 CO + 2 H2O

C3H7OH + 2 CO2

Universitas Sumatera Utara

Reaksi dilakukan pada suhu 100 0C dan tekanan 15 atm dengan katalis Iron
pentacarbonyl (Fe(CO)5. Proses Reppe mempunyai kelebihan tekanan dan suhu
reaksi yang lebih rendah dan selektivitasnya yang tinggi. Namun penggunaannya masih sedikit karena katalis yang digunakan bersifat sensitif oleh adanya air
dan CO2. Selain itu teknologi proses yang digunakan masih lebih mahal.
(Unruh, 1997)

2.3.2 Proses Oxo
Proses Oxo atau hidroformulasi ditemukan oleh Otto Roelan pada tahun
1938. Roelan menyimpulkan bahwa reaksi tersebut berlaku secara umum untuk
semua olefin, dan reaksi ini dinamakan Proses Oxo.
Addisi CO dan H2 terhadap alkana (hidroformi) dengan adanya katalis
(CO(CO)4)2 sehingga terbentuk aldehida atau keton, yang kemudian diikuti dengan
hidrogenasi.
Aldehid terbentuk karena penambahan gugus formaldehid pada ikatan rangkap
Olefin, sehingga proses ini dinamakan hidroformulasi. Secara umum persamaan
reaksinya :
R-CH=CH2 + H2 + CO
(olefin)

( gas sintesa)

R-CH2-CH2-CHO
(aldehid)

Jika aldehid direaksikan dengan hidrogen, maka terbentuk alkohol dengan reaksi
:
R-CH2-CH2-CHO + H2

R-CH2-CH2-OH

(aldehid)

(alkohol)

(hydrogen)

Dengan :
R = Gugus alkil
Dengan Proses Oxo proses pembuatan N-Propanol adalah proses 2 tahap.
Tahap pertama, Etilen direaksikan dengan Gas Sintesa dengan menggunakan
logam dari gugus transisi yaitu, Co, Fe, Ni, Rh dan Ir. Katalisator yang
digunakan secara komersial, adalah Co dan Rh tetapi Co lebih disenangi, karena
dapat beroperasi pada suhu dan tekanan yang lebih rendah dan selektivitas yang
lebih tinggi. Proses ini menghasilkan N-Propanal.
Proses ini berlangsung pada :

Universitas Sumatera Utara

Suhu

: 30 - 130 0C

Tekanan

: 20 atm

Rasio H2 : CO

: 1:1

Konversi Etilen menjadi N-propanal = 80%.
Reaksi yang terjadi
Utama
C2H4(g) + CO(g) + H2(g)

Co

C3H6O(g)

Samping
C2H4(g) + H2(g)

C2H6(g)

(Kirk and Othmer, 1978)
Tahap kedua, N-Propanal direaksikan dengan Hidrogen menjadi N-Propanol
dengan katalis Ni (Nikel). Kondisi operasi dapat berlangsung dalam fase cair
ataupun gas. Hanya saja dalam fase cair untuk skala komersial tidak banyak
dilakukan karena kurang ekonomis. Pada fase gas reaksi berlangsung
Suhu

: 190 0C

Tekanan

: 20 atm

Konversi N-Propanal menjadi N-Propanol 98%
Reaksi yang terjadi :
Utama
C3H6O(g) + H2(g)

C3H8O(g)

(Unruh, 1997)

Dari kedua proses diatas dipilih Proses Oxo dengan pertimbangan
1. Sebagian besar Pabrik Propanol di dunia mempergunakan proses ini dalam
proses produksinya
2. Katalis yang digunakan lebih stabil terhadap fluida yang bereaksi.
3. Prosesnya lebih ekonomis dibandingkan Proses Reppe.
4. Ditinjau dari sisi keselamatan dari segi proses pabrik ini berisiko rendah,
karena proses pembuatannya telah banyak diterapkan pada jumlah besar
pabrik di dunia, selain itu pabrik dijalankan pada tekanan dan suhu medium.
5. Dari segi polusi, akan menyebabkan pencemaran udara tetapi masih
polusinya masih rendah.

Universitas Sumatera Utara

2.4 Uraian Proses
Uraian proses pembuatan n-propanol dari etilen dan gas sintesa adalah
sebagai berikut :
2.4.1 Tahap Persiapan Bahan Baku
Umpan etilen dengan komposisi dari tangki penyimpanan gas bahan baku (T101) yang berwujud gas pada suhu 30oC dengan tekanan 1atm dikompres dengan
kompressor JC-101 (Compressed natural gas, CNG) hingga tekanannya naik menjadi
20 atm lalu dipanaskan ke unit heat exchanger (E-101) hingga suhu mencapai 130oC.
Umpan gas sintesa (CO dan H2) dengan komposisi dari tangki penyimpanan gas
bahan baku (T-102) dikompres dengan kompressor JC-102 dengan tekanan 20 atm
kemudian bersama etilen direaksikan ke dalam reaktor (R-101).
2.4.2 Tahap Reaksi
Komposisi etilen dan gas sintesa kemudian dimasukkan ke reaktor (R-101)
Reaksi ini berlangsung eksotermis sehingga perlu adanya pendingin. Pendingin yang
digunakan adalah air pada tekanan 1 atm. Reaksi berlangsung pada suhu 130oC
dengan tekanan 20 atm. Reaksi yang terjadi adalah :
Reaksi utama

: C2H4(g) + CO(g) + H2(g) → C3H6O(g)

Reaksi samping

: C2H4(g) + H2(g) → C2H6(g)

Campuran gas keluar reaktor pada suhu = 130 0C, tekanan = 20 atm. Gas produk
yang keluar dari R-101 diembunkan di kondenser-101 (CD-101) sampai suhunya -8
o

C dengan tekanan 6 atm lalu dipisahkan di Separator Drum-101 (SD-101), untuk

memisahkan fasa cair gas sintesa, etilen, n-propanal dan etana dari campuran fasa
gasnya, gas keluar dari SD-1010 disimpan di tangki penyimpanan (T-104) sedangkan
cairannya dipanaskankan pada E-102, suhu 190 0C dengan tekanan 6 atm. Kemudian
di campur dengan gas hidrogen dalam mixing point, seluruh umpan direaksikan di
dalam reaktor (R-102) berlangsung pada suhu 190oC dan tekanan 6 atm. Reaksi
berlangsung endotermis dengan suhu keluaran 190oC dan tekanan 6 atm.
Reaksi yang berlangsung :
C3H6O(g) + H2(g) → C3H8O(g)
Tekanan gas produk yang keluar dari R-102 diturunkan dari 6 atm menjadi 3 atm
dengan menggunakan ekspander (JC-105) lalu didinginkan dalam Heater-103 (E103) sampai suhunya mencapai 47oC dengan tekanan 2 atm dan dipisahkan dalam

Universitas Sumatera Utara

Separator Drum-102 (SD-102). Gas keluar dari SD-102 dikompres (JC-106) tekanan
mengalami penurunan dari 2 atm menjadi 1 atm, dan di simpan dalam tangki
penyimpanan gas (T-105), dan akan digunakan sewaktu - waktu bila dibutuhkan,
penyimpanan selama 3 bln. Cairan keluar SD-102 diembunkan di E-104 dengan suhu
34oC dan tekanan 1 atm lalu di pisahkan dalam kolom destilasi D-101. Cairan yang
berada pada bagian paling atas dikondensasikan dan seluruh destilat yang ada
dikumpulkan dalam akumulator, suhu berada pada 30oC dengan tekanan 1 atm.
Kemudian cairan di simpan dalam tangki untuk diolah dalam limbah pengolahan
limbah cair (T-106). Cairan keluar D-101 yang berada di bagian bawah kemudian
dipompa (P-101) dan diuapkan dalam reboiler R-101 dengan suhu 950C dan tekanan
1 atm lalu diembunkan pada E-105 sampai suhu mencapai 30oC dengan tekanan 1
atm untuk kemudian dimasukkan dalam Tangki Penyimpan-107 (T-107).

Universitas Sumatera Utara

Komponen

Etilen
karbon
monoksida
Hidrogen
Etana
Propanal
N-Propanol
Total
Temperatur
(oC)
Tekanan
(atm)

Alur
(Kg/jam)

1
141.7790
141.7790

2

3
- 141.7790

4
28.3560

5

6

28.3560

8

7

28.3560

-

93.4980
- 93.4980 93.4980 93.4980
7.1540
4.5790
4.5790
4.5790
- 30.3930 30.3930
- 30.3930 30.3
- 234.8190 234.8190
- 234.8190 234.
100.6520 141.7790 391.6450 391.6450 126.4320 265.2120 265.2

30

30

130

130

-8

-8

-8

1

1

20

20

6

6

6

Universitas Sumatera Utara

BAB III
NERACA MASSA
Pra Rancangan Pabrik N-propanol dari etilen dan gas sintesa direncanakan
beroperasi dengan kapasitas 2.000 ton/tahun atau 252,5252 kg/jam. Unit
peralatan/instrument yang menghasilkan adanya perubahan massa pada proses
produksi sorbitan monooleat tersebut adalah sebagai berikut :
− Reaktor (R-101)
− Separator Drum (SD-101)
− Mixing Point (M-101)
− Reaktor (R-102)
− Separator Drum (SD-102)
− Destilasi (D-101)
− Kondensor (CD-102)
− Reboiler (RB-101)
Setelah dilakukan perhitungan berdasarkan basis 1 jam operasi pada lampiran
A, maka didapat hasil perhitungan neraca pada tabel 3.1 s/d tabel 3.8 dibawah ini :

3.1 Reaktor (R-101)
Tabel 3.1 Neraca Massa pada Reaktor (R-101)
Komponen
C2H4
CO
H2
C2H6
C3H6O
Total

Alur 1
N
5,054
5,054

F
141,785
141,785

Alur 2

Alur 4

N

F

3,338
3,289
6,627

93,498
6,619
100,117

N
1,011
3,338
2,278
1,011
4,043
11,681

F
28,356
93,498
4,578
30,393
234,819
391,644

III-1

Universitas Sumatera Utara

3.2 Separator Drum (SD-101)
Tabel 3.2 Neraca Massa pada Separator Drum (SD-101)
Alur 5

Komponen

%N
0,084
0,277
0,219
0,084
0,336

C2H4
CO
H2
C2H6
C3H6O
Total

1,000

Alur 6

N
F
1,011 28,356
3,338 93,498
2,278
4,578
1,011 30,393
4,043 234,819

Alur 7

N
F
1,011 28,356
3,338 93,498
2,278
4,578
6,627 126,432
11,681

11,681 391,644

N

F

1,011 30,393
4,043 234,819
5,054 265,212
391,644

3.3 Mixing Point (M-101)
Tabel 3.3 Neraca Massa pada Mixing Point (M-101)
Alur 8

Komponen

N

F

1,011
4,043

C2H4
CO
H2
C2H6
C3H6O

N

30,393
234,819
265,212

5,054

Total

Alur 9
F

50
50

55,054

Alur 10
N

100,5
100,5

50
1,011
4,043
55,054

F
100,500
30,393
234,819
365,712

365,712

3.4 Reaktor (R-102)
Tabel 3.4 Neraca Massa pada Reaktor (R-102)
Komponen
C2H4
CO
H2
C2H6
C3H6O
C3H8O
Total

Alur 10
N
50
1,011
4,043
55,054

Alur 11
F

N

F

100,500 49,8946 100,288
30,393 1,0108 30,3934
4,6964
234,819 0,0809
4,0430 230,3342
365,712 55,054
365,712
55,054
365,712

Universitas Sumatera Utara

3.5 Separator Drum (SD-102)
Tabel 3.5 Neraca Massa pada Separator Drum (SD-102)
Komponen
C2H4
CO
H2
C2H6
C3H6O
C3H8O
Total

Alur 12

Alur 13

%N

N

F

0,907
0,018
0,001
0,073

49,8946
1,0108
0,0809
4,0430

100,288
30,3934
4,6964
230,3342

1,000

55,054

365,712

N

F

49,8137 100,1256
49,8137 100,1256
55,054

Alur 14
N
F
1,0108
30,3934
0,0809
4,6964
4,1239 230,4966
5,2155 265,5864
365,712

3.6 Destilasi (D-101)
Tabel 3.6 Neraca Massa pada Destilasi (D-101)
Komponen
C2H6
C3H6O
C3H8O

%N
0,194
0,016
0,791

Total

1,0000

Alur 15
N
F
1,0108 30,3934
0,0809
4,6964
4,1239 247,8289
5,2155

282,9187

%N
1,0000
1,0000

Alur 16
N
F
1,0108 30,3934
1,0108 30,3934
5,2155

%N
0,016
0,791
1,000

Alur 18
N
F
0,0809
4,6964
4,1239 247,8289
4,2047 252,5252
282,9187

3.7 Kondensor (CD-102)
Tabel 3.7 Neraca Massa pada Kondensor (CD-102)
Alur masuk
Alur keluar
alur 16 (Vd)
alur 17 (Ld)
alur 20 (D)
Komponen
N
F
N
F
N
F
(kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam) (kg/jam) (kmol/jam) (kg/jam)
C2H6
1,1119
33,4336
0,1011
3,0402
1,0108
30,3934
Total
1,1119
33,4336
0,1011
3,0402
1,0108
30,3934

Universitas Sumatera Utara

3.8 Reboiler (RB-101)
Tabel 3.8 Neraca Massa pada Reboiler (RB-101)

Komponen
C3H6O
C3H8O
Total

Alur masuk
Alur 18 (Lb)
N
F
(mol/jam)
(kg/jam)
0,1020
5,9269
5,2044 312,7628
5,3064 318,6897

Alur keluar
Alur 19 (Vb)
Alur 21 (W)
N
F
N
F
(mol/jam) (kg/jam) (mol/jam) (kg/jam)
0,0212
1,2035
0,0809
4,6964
1,0805
64,9339
4,1239 247,8289
1,1017
66,1644
4,2047 252,5252

Universitas Sumatera Utara

BAB IV
NERACA ENERGI
Basis Perhitungan

: 1 jam operasi

Satuan operasi

: kJ/jam

Temperatur basis

: 25 oC

4.1

Heater (E-101)
Tabel 4.1 Neraca Panas Heater (E-101)
Masuk

Keluar

(kJ/jam)

(kJ/jam)

Umpan

3080,96

-

Produk

-

76448,23

Panas yang dibutuhkan

73367,27

-

Total

76448,23

76448,23

4.2

Reaktor ( R-101 )
Tabel 4.2 Neraca Panas Reaktor (R-101)
Masuk

Keluar

(kJ/jam)

(kJ/jam)

Umpan

77.451,163

-

Produk

-

73.285,256

Panas yang dilepas

-

4.165,907

77.451,163

77.451,163

Total

Universitas Sumatera Utara

4.3

Refrigerator (CD-101)
Tabel 4.3 Neraca Panas Refrigerator (CD-101)
Masuk

Keluar

(kJ/jam)

(kJ/jam)

Umpan

77.451,163

-

Produk

-

-162.855,995

Panas yang dilepas

-

240.307,158

77.451,163

77.451,163

Total

4.4

Heater (E-102)
Tabel 4.4 Neraca Panas Heater (E-102)
Masuk

Keluar

(kJ/jam)

(kJ/jam)

Umpan

13.873,548

-

Produk

-

268.513,524

Panas yang dilepaskan

254.639,984

-

Total

268.513,524

268.513,524

Masuk

Keluar

(kJ/jam)

(kJ/jam)

4.5

Cooler I (E-103)
Tabel 4.5 Neraca Panas Cooler (E-103)

Umpan

1.920.834,32

-

Produk

-

1.703.256,758

Panas yang dilepaskan

-

217.577,566

1.920.834,32

1.920.834,32

Total

Universitas Sumatera Utara

4.6

Cooler II (E-104)
Tabel 4.6 Neraca Panas Cooler II (E-104)
Alur masuk

Alur keluar

(kJ/jam)

(kJ/jam)

Umpan

189.237,780

-

Produk

-

12.158,334

Panas yang dilepaskan

-

177.079,445

189.237,780

189.237,780

Total

4.7

Kolom Destilasi (D-101)

4.7.1

Kondensor Sub Cooler ( CD-102 )
Tabel 4.8 Neraca Panas Kondensor Sub Cooler (CD-102)
Alur masuk

Alur keluar

(kJ/jam)

(kJ/jam)

Umpan

33.875,894

-

Produk

-

3.080,181

Qc

-

30.795,713

33.875,894

33.875,894

Total

4.7.2

Reboiler ( RB-101)
Tabel 4.9 Neraca Panas Reboiler (RB-101)
Masuk

Keluar

(kJ/jam)

(kJ/jam)

Umpan

249.570,016

-

Produk

-

252.296,699

2.726,683

-

252.296,699

252.296,699

Panas yang dibutuhkan
Total

Universitas Sumatera Utara

4.8

Coller III (E-105)
Tabel 4.10 Neraca Panas Cooler III (E-105)
Alur masuk

Alur keluar

(kJ/jam)

(kJ/jam)

Umpan

21.402,27

-

Produk

-

1.635,743

Panas yang dilepaskan

-

19.766,526

21.402,27

21.402,27

Total

Universitas Sumatera Utara

BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN

5.1 Tangki Penyimpanan Etilen (T – 101)
Fungsi

: Menyimpan etilen umpan selama 10 hari

Bahan konstruksi

: Low alloy steel SA-353

Bentuk

: Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup elipsoidal

Jumlah

: 2 unit

Kapasitas

: 30,5998 m3

Kondisi operasi

:

- Temperatur

: 30 °C

- Tekanan

: 1 atm

Kondisi fisik
ƒ

ƒ

:

Silinder
- Diameter

: 3,2731 m

- Tinggi

: 4,0914 m

- Tebal

: ¼ in

Tutup
- Diameter

: 3,2731 m

- Tinggi

: 0,8183 m

- Tebal

: ¼ in

5.2 Tangki Penyimpanan Gas Sintesa (T – 102)
Fungsi

: Menyimpan gas sintesa umpan selama 10 hari

Bahan konstruksi

: Low alloy steel SA-353

Bentuk

: Silinder vertikal dengan alas datar dan tutup ellipsoidal

Jumlah

: 5 unit

Kapasitas

: 79,459 m3

Kondisi operasi

:

- Temperatur

: 30 °C

- Tekanan

: 1 atm
V-1

Universitas Sumatera Utara

Kondisi fisik
ƒ

ƒ

:

Silinder
- Diameter

: 4,4988 m

- Tinggi

: 5,6235 m

- Tebal

: ¼ in

Tutup
- Diameter

: 4,4988 m

- Tinggi

: 1,1247 m

- Tebal

: ¼ in

5.3 Tangki Penyimpanan Gas Hidroge