TUGAS AKHIR Prarancangan Pabrik Etilbenzena Dari Etilena dan Benzena Dengan Proses UNOCAL/UOP Kapasitas 200.000 Ton/Tahun.

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK ETILBENZENA DARI ETILENA
DAN BENZENA DENGAN PROSES UNOCAL/UOP
KAPASITAS 200.000 TON/TAHUN

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
Gelar Kesarjanaan Strata 1 Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Oleh :
Muhammad Nashruddin
D 500 100 064

Dosen pembimbing :
1. Emi Erawati, S.T., M.Eng
2. M. Mujiburohman, S.T., M.T., Ph.D

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA

2015

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SI]RAKARTA

FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKMK KIMIA

: MuhammadNashruddin

Nama

NIM

: D500 100064

Judul TPP

: Prarancangan Pabrik Etilbenzene dari Etilen dan Benzen

dengan Proses Unocal/UOP Kapasitas 200.000 Ton/Tatrun

l. Emi Erawati, S.T., M.Eng

Dosen Pembimbing :

2. M. Mujiburohman, S.T., M.T., Ph.D

Surakarta, Juli 2015
Menyetujui,
Dosenpembimbing I

Q*^

/\
l,/
Bmi BraMi-

NIK:

s.t..

975

tvt.gng

M. Mujiburohman S.T.. M.T.. Ph.D
NIK:991

Mengetatrui,
Ketua Program
Studi Teknik Kimia

*",,r*,.rn,
NIK:
892

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

FAKULTAS TEKMK
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

PERNYATAAN KEASLIAI\I TUGAS AKHIR
Saya yang bertanda tangan di bawah

Nama
NIM
Program Studi
Judul Tugas

Aktrir

ini :

: MuhammadNashruddin

: D 500 100 064
: Teknik

Kimia

: Prarancangan Pabrik Etilbenzene dari Etilen dan Benzen

dengan

Unocalfuop

Proses

Kapasitas

200.000 Ton/Tahun
Menyatakan dengan sebenamya bahwa hasil Tugas Akhir yang saya buat dan

serahkan

ini merupakan hasil karya saya sendiri,

kecuali kutipan-kutipan

dan

ringkasan-ringkasan yang semuanya telah saya jelaskan sumbernya. Apabila Tugas

Akhir ini merupakan jiplakan dan atau penelitian karya ilmiah lain, maka saya siap
menerima sanksi baik secara akademis maupun hukum.

Surakarta, Juli 2015

Muhammad Nashruddin

lll

INTISARI
Perancangan pabrik etilbenzena kapasitas 200.000 ton per tahun dari etilena
dan benzena akan menggunakan Proses Unocal/UOP dengan menggunakan Reaktor
Fixed Bed Multitube dengan suhu operasi 180-199,94oC dan tekanan 5 atm. Reaksi
pembuatan etilbenzena berlangsung dalam fase gas-gas, irreversible, dan dalam
kondisi non-isothermal. Pabrik direncanakaan beroperasi selama 330 hari berbentuk
perseroan terbatas (PT).
Kebutuhan bahan baku untuk pembuatan etilbenzena dari etilena dan benzena
masing-masing sebanyak 6.696,8853 kg/jam dan 18.583,0945 kg/jam. Bahan baku

etilena didapatkan dari PT Chandra Asri Petrochemical Center yang mampu
memproduksi 522.000 ton etilena per tahun, sedangkan bahan baku benzena
diperoleh dari Pertamina UP IV Cilacap yang memiliki kapasitas 120.000 ton per
tahun dan masih dimungkinkan penambahan kapasitas. Produksi etilbenzena yang
dihasilkan sebanyak 25.252,52525 kg/jam. Dalam proses pembuatan etilbenzena
dibutuhkan air sebanyak 375.027,81 kg/jam untuk memenuhi kebutuhan air
pendingin, 71.091,9896 kg/jam untuk steam, dan sebanyak 2.399,3050 kg/jam untuk
air sanitasi. Pabrik etilbenzena ini akan didirikan di Kawasan Industri Cilegon,
Banten, Jawa Barat, yaitu di jalan Raya Anyer dan akan didirikan diatas tanah seluas
28.060 m2, dengan jumlah karyawan sebanyak 122 orang.
Untuk mendirikan pabrik etilbenzena ini dibutuhkan modal tetap sebesar
Rp
713.058.447.472,00
dan
membutuhkan
modal
kerja
sebesar
Rp
368.200.579.411,00

dan
akan
memperoleh
keuntungan
sebesar
Rp 203.158.558.665,00 setelah mengalami pajak sebesar 30% dari keuntungan
sebelum pajak yaitu sebesar Rp 290.226.512.379,00. Sehingga diperoleh Precent
return on investment (ROI) sebelum pajak sebesar 40,70% dan sesudah pajak sebesar
sebesar 28,49%. Pay out time (POT) sebelum pajak dan sesudah pajak yaitu selama
1,97 tahun dan 2,60 tahun. Break even point (BEP) sebesar 59,30%, shut down point
(SDP) sebesar 46,75%, sedangkan discounted cash flow (DCF) sebesar 56,12%.
Dilihat dari analisis kelayakan ekonomi dengan mempertimbangkan harga ROI, POT,
BEP, SDP, untuk pabrik dengan resiko rendah dapat disimpulkan bahwa pabrik
etilbenzena ini layak untuk didirikan.
Kata kunci : Etibenzena, proses UNOCAL/UOP, Fixed Bed Multitube

iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN



“Man Jadda Wa Jada”: Barang siapa yang bersungguh-sungguh maka dia
akan berhasil



‘’Dan minta tolonglah kamu sekalian kepada Allah dengan sabar dan Sholat’’
(Q.S Al-Baqoroh: 45)



Don’t make your life complicated (Rois Fatoni)



”When I was 5 years old, my mother always told me that happiness was the
key to life. When I went to school, they ask me what I want to be when I grew
up. I wrote down ’Happy’. They told me that I didn’t understand the
assignment, and I told them, they didn’t understand life” (John Lennon)

v

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillah, segala puji syukur penyusun panjatkan kepada Allah SWT yang
telah

melimpahkan

rahmat

serta

hidayah-Nya

sehingga

penyusun

dapat

menyelesaikan naskah tugas akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Etilbenzena
dari

Etilena

dan

Benzena

dengan

Proses

UNOCAL/UOP

Kapasitas

200.000 Ton/Tahun”
Tugas prarancangan pabrik ini disusun sebagai penerapan dari ilmu teknik kimia
yang telah didapat dibangku kuliah, dan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar sarjana di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Dalam penyusunan naskah ini penyusun telah banyak menerima bantuan,
petunjuk, serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini
penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1.

Bapak Rois Fatoni, S.T., M.T., Ph.D., selaku Ketua Program Studi Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

2.

Ibu Emi Erawati, S.T., M.Eng., selaku Dosen Pembimbing I yang dengan sabar
telah membimbing, memberi arahan dan petunjuk kepada penyusun hingga
naskah tugas akhir ini terselesaikan

3.

Bapal M. Mujiburohman, S.T., M.T., Ph.D.,selaku Dosen Pembimbing II yang
telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dalam penyusunan tugas
akhir ini

4.

Bapak dan Ibu tercinta atas doa dan nasehatnya selama ini

5.

Bapak dan ibu dosen Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta

6.

Seluruh karyawan Tata Usaha Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah membantu segala keperluan
teknis/administrasi dalam penyusunan tugas akhir ini

7.

Kakak serta adik tercinta yang senantiasa memberikan dorongan semangat

vi

8.

Teman-teman kontrakan dan para sahabat yang telah memberi dukungan dalam
mengerjakan tugas akhir ini.

9.

Teman-teman teknik kimia, khususnya angkatan 2010 yang senantiasa setia
menemani dalam susah dan senang.
Penyusun telah berusaha semaksimal mungkin untuk memberikan yang terbaik

dalam menyelesaikan naskah ini. Namun kritik dan saran yang bersifat membangun
sangat diharapkan demi kesempurnaan naskah ini. Akhirnya penyusun berdoa dan
beharap semoga naskah ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan
penyusun pada khususnya.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta,

Mei 2015

Penyusun

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL........................................................................................ i
HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN .................................................... iii
INTISARI......................................................................................................... iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN .................................................................. v
KATA PENGANTAR ..................................................................................... vi
DAFTAR ISI .................................................................................................... viii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xv
BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Pendirian Pabrik .................................................... 1

1.2

Kapasitas Pabrik .............................................................................. 2

1.3

Penentuan Lokasi Pabrik ................................................................ 4

1.4

Tinjauan Pustaka ............................................................................. 6

BAB II
2.1

2.2

1.4.1

Macam-macam proses ........................................................ 6

1.4.2

Kegunaan produk ................................................................. 8

1.4.3

Sifat fisika dan kimia ........................................................... 9

1.4.4

Tinjauan proses secara umum .............................................. 15

DESKRIPSI PROSES
Spesifikasi Bahan Baku dan Produk................................................ 17
2.1.1

Bahan baku .......................................................................... 17

2.1.2

Bahan pembantu. ................................................................. 18

2.1.3

Produk .................................................................................. 18

Konsep Proses ................................................................................. 18
2.2.1

Dasar reaksi ......................................................................... 18

2.2.2

Kondisi operasi. ................................................................... 19

viii

2.2.3

Tinjauan kinetika ................................................................. 19

2.2.4

Tinjauan termodinamika ...................................................... 20

2.2.5

Langkah proses. ................................................................... 22

2.3

Diagram Alir Proses ........................................................................ 23

2.4

Neraca Massa dan Panas.................................................................. 27

2.5

2.4.1

Neraca massa ....................................................................... 27

2.4.2

Neraca panas ........................................................................ 29

Tata Letak Pabrik dan Peralatan ...................................................... 33
2.5.1

Tata letak pabrik .................................................................. 33

2.5.2

Tata letak peralatan .............................................................. 37

BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES
3.1

Akumulator ...................................................................................... 39

3.2

Cooler .............................................................................................. 39
3.2.1

Cooler-01 .............................................................................. 39

3.2.2

Cooler-02. ............................................................................. 40

3.3

Ekspander . ....................................................................................... 41

3.4

Flash drum....................................................................................... 42

3.5

Heat Exchanger ............................................................................... 42
3.5.1

Heat Exchanger-01 .............................................................. 42

3.5.2

Heat Exchanger-02 .............................................................. 43

3.6

Kompresor ....................................................................................... 44

3.7

Kondensor ........................................................................................ 44
3.7.1

Kondensor-01 ...................................................................... 44

3.7.2

Kondensor -02 ..................................................................... 45

3.8

Menara Distilasi............................................................................... 46

3.9

Pompa .............................................................................................. 47
3.9.1

Pompa-01 ............................................................................. 47

3.9.2

Pompa-02 ............................................................................. 48

3.9.3

Pompa-03 ............................................................................. 48
ix

3.9.4

Pompa-04 ............................................................................. 49

3.9.5

Pompa-05 ............................................................................. 50

3.9.6

Pompa-06 ............................................................................. 51

3.9.7

Pompa-07 ............................................................................. 51

3.10 Reaktor ............................................................................................ 52
3.11 Reboiler ........................................................................................... 53
3.12 Separator .......................................................................................... 54
3.13 Tangki ............................................................................................. 55
3.13.1

Tangki-01 ............................................................................. 55

3.13.2

Tangki-02 ............................................................................. 55

3.13.3

Tangki-03 ............................................................................. 56

3.14 Vaporizer ......................................................................................... 57
BAB IV UNIT PENDUKUNG DAN LABORATORIUM
4.1

BAB V

Unit Pendukung Proses .................................................................... 58
4.1.1

Unit penyedia dan pengolahan air ....................................... 59

4.1.2

Unit penyedia steam ............................................................ 67

4.1.3

Unit penyedia listrik ............................................................ 69

4.1.4

Unit penyedia bahan bakar .................................................. 72

4.1.5

Unit penyedia udara tekan ................................................... 72

4.1.6

Unit pengolahan limbah ....................................................... 73

4.1.7

Laboratorium ....................................................................... 73

4.1.8

Spesifikasi alat utilitas ......................................................... 76

MANAJEMEN PERUSAHAAN

5.1

Bentuk Perusahaan .......................................................................... 88

5.2

Struktur Organisasi .......................................................................... 89

5.3

Tugas dan Wewenang...................................................................... 91
5.3.1

Pemegang saham ................................................................. 91

5.3.2

Dewan komisaris ................................................................. 91
x

5.3.3

Dewan direksi ...................................................................... 91

5.3.4

Staff ahli............................................................................... 92

5.3.5

Penelitian dan pengembangan ............................................. 93

5.3.6

Kepala bagaian ..................................................................... 93

5.4

Sistem kepegawaian dan system gaji .............................................. 95

5.5

Pembagian jam kerja ....................................................................... 96

5.6

5.7

5.5.1

Karyawan non shift .............................................................. 96

5.6.2

Karyawan shift ..................................................................... 97

Perincian tugas dan keahlian ........................................................... 97
5.6.1

Penggolongan jabatan .......................................................... 97

5.6.2

Perincian jumlah karyawan dan gaji .................................... 98

5.6.2

Sistem gaji pegawai ............................................................. 100

Kesejahteraan Sosial Karyawan ...................................................... 100

BAB VI ANALISIS EKONOMI
6.1

Total Fixed Capital Investment ....................................................... 107

6.2

Working Capital .............................................................................. 108

6.3

Manufacturing Cost ......................................................................... 108

6.4

General Expenses ............................................................................ 109

6.5

Analisa keuntungan ......................................................................... 109

6.6

Analisa kelayakan ............................................................................ 109

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1

Data Impor Etilbenzena Indonesia .............................................. 2

Tabel 1.2

Data Produksi Etilbenzena Dunia ............................................... 4

Tabel 2.1

Arus Massa ................................................................................. 26

Tabel 2.2

Neraca Massa Total .................................................................... 27

Tabel 2.3

Neraca Massa di Sekitar Reaktor ............................................... 27

Tabel 2.4

Neraca Massa di Sekitar Separator............................................. 28

Tabel 2.5

Neraca Massa di Menara Distilasi .............................................. 28

Tabel 2.6

Neraca Panas di Sekitar Vaporizer. ............................................ 29

Tabel 2.7

Neraca Panas di Sekitar Heat exchanger-01. ............................. 29

Tabel 2.8

Neraca Panas di Sekitar Flash drum. .......................................... 29

Tabel 2.9

Neraca Panas di Sekitar Heat exchanger-02. ............................. 30

Tabel 2.10

Neraca Panas di Sekitar Reaktor ................................................ 30

Tabel 2.11

Neraca Panas di Sekitar Cooler-01............................................. 31

Tabel 2.12

Neraca Panas di Sekitar Kondensor-01. ..................................... 31

Tabel 2.13

Neraca Panas di Sekitar Separator ............................................. 32

Tabel 2.14

Neraca Panas di Sekitar Menara Distilasi .................................. 32

Tabel 2.15

Neraca Panas di Sekitar Cooler-02............................................. 32

Tabel 2.16

Neraca Panas di Sekitar Kondensor-02. ..................................... 33

Tabel 2.17

Luas Bangunan Pabrik ................................................................ 35

Tabel 4.1

Daftar Kebutuhan Air Pendingin ................................................ 65

Tabel 4.2

Daftar Kebutuhan Air Untuk Steam ........................................... 65

Tabel 4.3

Daftar Kebutuhan Air Untuk Sanitasi ........................................ 66

Tabel 4.4

Konsumsi Listrik Untuk Keperluan Proses ................................ 69

Tabel 4.5

Konsumsi Listrik Untuk Utilitas ................................................ 70

Tabel 5.1

Jadwal Pembagian Kelompok Shift ........................................... 97

xii

Tabel 5.2

Jumlah Karyawan dan Alokasi Gaji ........................................... 99

Tabel 6.1

Cost Index Chemical Plant ......................................................... 103

Tabel 6.2

Total Fixed Capital Investment .................................................. 107

Tabel 6.3

Working Capital ......................................................................... 108

Tabel 6.4

Manufacturing Cost .................................................................... 108

Tabel 6.5

General expenses ........................................................................ 109

Tabel 6.6

Fixed Cost ................................................................................... 110

Tabel 6.7

Variable Cost .............................................................................. 111

Tabel 6.8

Regulated Cost ............................................................................ 111
DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Kebutuhan Etilbenzena di Indonesia .......................................... 2
Gambar 1.2 Pemilihan Lokasi Pabrik............................................................. 6
Gambar 1.3 Diagram Blok Proses Pembuatan Etilbenzena. .......................... 16
Gambar 2.1 Diagram Alir Proses Kualitatif ................................................... 24
Gambar 2.2 Diagram Alir Proses Kuantitatif ................................................. 25
Gambar 2.3 Tata Letak Pabrik ........................................................................ 36
Gambar 2.4 Tata Letak Peralatan ................................................................... 38
Gambar 4.1 Unit Pengolahan Air ................................................................... 87
Gambar 5

Struktur Organisasi Perusahaan .................................................. 90

Gambar 6.1 Hubungan Tahun Dengan Cost Index ......................................... 104
Gambar 10 Analisis Ekonomi ........................................................................ 113

xiii