PABRIK MINYAK PELUMAS DARI MINYAK PELUMAS BEKAS DENGAN METODE DISTILASI HYDROTHREATING.

PABRIK MINYAK PELUMAS

DARI MINYAK PELUMAS BEKAS

DENGAN METODE DISTILASI HYDROTHREATING

PRA RENCANA PABRIK

Oleh :

MOCHAMAD YANUAR NADZIF

073121 0070

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

PABRIK MINYAK PELUMAS

DARI MINYAK PELUMAS BEKAS

DENGAN METODE DISTILASI HYDROTHREATING

Oleh :

MOCHAMAD YANUAR NADZIF

073121 0070

Disetujui untuk diajukan dalam ujian lisan

Dosen Pembimbing

Ir. BAMBANG WAHYUDI, MS. NIP. 19580711 198503 1 001

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan rasa syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa dan dengan segala rahmat serta karuniaNya sehingga penyusun telah dapat menyelesaikan Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Minyak Pelumas Dari Minyak Pelumas Bekas Dengan Metode Distilasi Hydrotreating”, dimana Tugas Akhir ini merupakan tugas yang diberikan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program pendidikan kesarjanaan di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional Surabaya.

Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Minyak Pelumas Dari Minyak Pelumas Bekas Dengan Metode Distilasi Hydrotreating” ini disusun berdasarkan pada beberapa sumber yang berasal dari beberapa literatur , data-data , majalah kimia, dan internet.

Pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih atas segala bantuan baik berupa saran, sarana maupun prasarana sampai tersusunnya Tugas Akhir ini kepada :

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT

Selaku Dekan FTI UPN “Veteran” Jawa Timur 2. Ibu Ir. Retno Dewati, MT

Selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia, FTI,UPN “Veteran” Jawa Timur. 3. Bapak Ir. Bambang Wahyudi, MS

selaku dosen pembimbing.

4. Dosen Jurusan Teknik Kimia , FTI , UPN “Veteran” Jawa Timur.

7. Semua pihak yang telah membantu , memberikan bantuan, saran serta dorongan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

Kami menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu segala kritik dan saran yang membangun kami harapkan dalam sempurnanya tugas akhir ini.

Sebagai akhir kata, penyusun mengharapkan semoga Tugas Akhir yang telah disusun ini dapat bermanfaat bagi kita semua khususnya bagi mahasiswa Fakultas Teknologi Industri jurusan Teknik Kimia.

Surabaya , Oktober 2010 Penyusun,

INTISARI

Perencanaan pabrik minyak pelumas ini diharapkan dapat berproduksi dengan kapasitas 60.000 ton minyak pelumas/tahun dalam bentuk liquid. Pabrik beroperasi secara batch berjalan selama 24 jam tiap hari dan 330 hari kerja dalam setahun.

Industri minyak pelumas di Indonesia mempunyai perkembangan yang stabil, hal ini dapat dilihat dengan berkembangnya industri kimia proses dan industri lainnya, terutama pemakaian mesin-mesin pada industri di Indonesia. Secara singkat, uraian proses dari pabrik minyak pelumas sebagai berikut :

Pertama-tama minyak pelumas bekas difiltrasi dari kotoran padat, kemudian dievaporasi untuk menghilangkan air, dan dipanaskan pada heat-soaker. Minyak pelumas kemudian didistilasi untuk memisahkan residu. Minyak pelumas kemudian dipanaskan lebih lanjut pada heat-soaker ke-2 dan difiltrasi pada guard bed untuk kemudian dipanaskan dengan tekanan tinggi pada hydrotreating dan siap dipasarkan sebagai minyak pelumas dasar (Base Oil).

Pendirian pabrik berlokasi di Manyar, Gresik dengan ketentuan :

Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas

Sistem Organisasi : Garis dan Staff

Jumlah Karyawan : 194 orang

Sistem Operasi : Batch

Waktu Operasi : 330 hari/tahun ; 24 jam/hari

* Fixed Capital Investment (FCI) : Rp. 29.438.400.000

* Working Capital Investment (WCI) : Rp. 24.384.256.000

* Total Capital Investment (TCI) : Rp. 53.822.656.000

* Biaya Bahan Baku (1 tahun) : Rp. 231.886.029.000

* Biaya Utilitas (1 tahun) : Rp. 17.827.601.000

- Steam = 845.688 lb/hari

- Air pendingin = 593 M3/hari

- Listrik = 8.040 kWh/hari

- Bahan Bakar = 6.120 liter/hari

* Biaya Produksi Total (Total Production Cost) : Rp. 292.611.069.000

* Hasil Penjualan Produk (Sale Income) : Rp. 342.006.504.000

* Bunga Bank (Kredit Investasi Bank Mandiri) : 19%

* Internal Rate of Return : 28,50%

* Rate On Investment : 28,84%

* Pay Out Periode : 3,4 Tahun

DAFTAR TABEL

Tabel VII.1. Instrumentasi pada Pabrik ………... VII - 5 Tabel VII.2. Jenis Dan Jumlah Fire – Extinguisher ………. VII - 7

Tabel VIII.2.1. Baku mutu air baku harian ……….………… VIII-7

Tabel VIII.2.3. Karakteristik Air boiler dan Air pendingin ………… VIII-9

Tabel VIII.4.1. Kebutuhan Listrik Untuk Peralatan Proses Dan Utilitas

……….……….……….…… VIII-60

Tabel VIII.4.2. Kebutuhan Listrik Untuk Penerangan Ruang Pabrik

Dan Daerah Proses ……….………. VIII-62

Tabel IX.1. Pembagian Luas Pabrik ……….……… IX - 8

Tabel X.1. Jadwal Kerja Karyawan Proses ……….…… X - 11

Tabel X.2. Perincian Jumlah Tenaga Kerja ……….…… X - 13

Tabel XI.4.A. Hubungan kapasitas produksi dan biaya produksi … XI - 8

Tabel XI.4.B. Hubungan antara tahun konstruksi dengan modal sendiri

……….……….……….…… XI - 9

Tabel XI.4.C. Hubungan antara tahun konstruksi dengan modal pinjaman

……….……….……….……… XI - 9

Tabel XI.4.D. Tabel Cash Flow ……….……….…… XI - 10

Tabel XI.4.E. Pay Out Periode ……….……….…… XI - 14

Tabel XI.4.F. Perhitungan discounted cash flow rate of return …… XI - 15

Gambar IX.2 Peta Lokasi Pabrik ……….……….……… IX - 10 Gambar IX.3 Lay Out Peralatan Pabrik ……….………. IX - 11 Gambar X.1 Struktur Organisasi Perusahaan ……….………… X - 14

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ……….……….………. i

KATA PENGANTAR ……….……….………. ii

INTISARI ……….……….……….……… iv

DAFTAR TABEL ……….……….……….…… vi

DAFTAR GAMBAR ……….……….……… vii

DAFTAR ISI ……….……….……….………… viii

BAB I PENDAHULUAN ……….……….……… I – 1

BAB II SELEKSI DAN URAIAN PROSES ……….…… II – 1

BAB III NERACA MASSA ……….……….…… III – 1

BAB IV NERACA PANAS ……….……….……… IV – 1

BAB V SPESIFIKASI ALAT ……….……….. V – 1

BAB VI PERENCANAAN ALAT UTAMA ………. VI – 1

BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA …. VII – 1

BAB VIII UTILITAS ……….……….……… VIII – 1

BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ……….. IX – 1

BAB X ORGANISASI PERUSAHAAN ……….………… X – 1

BAB XI ANALISA EKONOMI ……….……….… XI – 1

BAB XII PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN ……….. XII – 1

I.1. Latar Belakang

Minyak pelumas atau oli dengan berbagai jenis, pada dasarnya berfungsi sama yaitu sebagai bahan pelumas agar mesin berjalan dengan tanpa gangguan, sehingga memperpanjang usia pemakaiannya. Minyak pelumas pada mesin, juga berfungsi sebagai pendingin dan penyekat agar gesekan pada mesin tidak menimbulkan panas tinggi yang dapat mengakibatkan kerusakan. (wikipedia.org)

Minyak pelumas secara umum mempunyai dua jenis yang berbeda tergantung dari bahan baku yang digunakan, yaitu minyak pelumas mineral dan minyak pelumas sintetik. Minyak pelumas mineral adalah minyak pelumas dengan bahan baku oli dasar (base oil) yang diambil dari minyak bumi yang terlah diolah dan disempurnakan. Minyak pelumas sintetik berbahan baku utama senyawa Polyalphaolefins yang berasal dari bagian terbersih dari proses pemilahan minyak pelumas mineral sehingga tidak mengandung senyawa karbon yang dapat mengakibatkan keasaman pada pelumas.

Industri minyak pelumas di Indonesia mempunyai perkembangan yang stabil, hal ini dapat dilihat dengan berkembangnya industri kimia proses dan industri lainnya, terutama pemakaian mesin-mesin pada industri di Indonesia. Pendirian pabrik minyak pelumas di Indonesia mempunyai peluang investasi yang menjanjikan dan mempunyai profitabilitas yang tinggi.

Pendahuluan --- I - 2

I.2. Manfaat

Manfaat lebih lanjut dengan didirikannya pabrik ini diharapkan dapat mengurangi impor minyak pelumas, sehingga Indonesia tidak mengimpor minyak pelumas. Dengan demikian dapat mendorong pertumbuhan industri-industri kimia, menciptakan lapangan pekerjaan, mengurangi pengangguran dan yang terakhir diharapkan dapat menumbuhkan serta memperkuat perekonomian di Indonesia. Kebutuhan minyak pelumas di Indonesia dipenuhi oleh beberapa negara pengimpor. Sampai saat ini Indonesia masih membutuhkan minyak pelumas dari negara-negara penghasil minyak pelumas.

I.3. Aspek Ekonomi

Minyak pelumas sangat penting dalam industri kimia proses dan industri alat-alat berat. Data statistik minyak pelumas dari Departemen Perindustrian dan Perdagangan tahun 2004-2004 terlihat pada table I.1, sehingga kebutuhan pada tahun 2012 dapat diprediksi dan kapasitas produksi pabrik minyak pelumas dapat direncanakan.

Tabel I.1. Data statistik minyak pelumas di Indonesia

Tahun Produksi (ton/th)

Konsumsi (ton/th)

Impor (ton/th)

Ekspor (ton/th)

2004 4.981.490 1.172.200 291.270 3.212.480

2005 5.344.350 1.162.250 313.260 3.498.520

2006 4.884.760 1.287.230 365.350 3.459.320

2007 4.866.540 1.379.210 290.150 3.333.250

2008 6.212.400 1.636.660 270.910 4.200.300

2009 6.632.090 2.263.630 243.850 3.767.110

Rata-rata 5.486.938 1.483.530 295.798 3.578.497

Sumber : depperin.go.id

---

Berdasarkan data statistik minyak pelumas pada tabel , maka dapat digunakan sebagai dasar penentuan kapasitas produksi minyak pelumas. Perhitungan kebutuhan minyak pelumas dapat ditentukan berdasarkan data statistik rata-rata dan dengan persamaan :

M1 + M2 + M3 = M4 + M5

Keterangan : M1 : Produksi yang sudah ada = 550.000 ton/th

(Pertamina)

M2 : Impor = 295.798 ton/th

M3 : Kebutuhan ; ton/th

M4 : Konsumsi = 1.483.530 ton/th

M5 : Ekspor = 3.578.497 ton/th

Maka kebutuhan Indonesia, M3 = (M4 + M5) – (M1 + M2)

= (1.483.530 + 3.578.497)

- (550.000 + 295.798)

= 4.216.229 ton/th

Berdasarkan kebutuhan Indonesia, maka dapat ditentukan kapasitas pabrik

terpasang dengan persamaan : F = P ( 1 + i )n

Keterangan : F = Kapasitas pabrik terpasang; ton/th

P = Kebutuhan Indonesia pada tahun data ; ton/th

i = Laju pertumbuhan, direncanakan 10% per tahun

n = Selisih tahun data dan tahun operasi.

tahun data = 2009

pabrik direncakan beroperasi pada tahun 2012, maka n = (2012-2009) = 3 tahun

F = 4.216.229 (1 + 10%)3

= 5.611.801 ton/th

Rencana kapasitas pabrik digunakan 1% dari kebutuhan nasional, maka kapasitas

Pendahuluan --- I - 4

I.4. Sifat Bahan Baku dan Produk I.4.1. Sifat Bahan Baku

Minyak Pelumas Bekas : (petroleumhpv.org)

Nama Lain : Distilate base oil

Rumus Molekul : senyawa kompleks

terdiri dari campuran saturated hydrocarbon paraffinic, naphtenic, mineral oil, dan waxed oil.

Rumus Bangun : senyawa kompleks C15-C50

Berat Molekul (rata-rata) : 280

Warna : hitam

Bau : berbau khas oli

Bentuk : liquid pekat

Specific Gravity : 0,85

Viscosity : 2,4 – 8,4 cSt

Melting Point : -18 s/d -6C

Boiling Point : 300-600C

Solubility, Water : - kg/ 100 kg H2O

Komposisi minyak pelumas bekas : (Exxon : Tabel-1) Komponen % Berat

Lube Oil 57,00%

Residu 16,00%

Fuels 14,21%

Sulfur 0,39%

Impuritis 0,40%

H2O 12,00%

100,00%

---

I.4.1. Sifat Produk Produk samping

Asphalt : (petroleumhpv.org)

Nama Lain : Asphaltenes

Rumus Molekul : senyawa kompleks

terdiri dari campuran saturated hydrocarbon paraffinic, naphtenic, mineral oil, dan waxed oil.

Rumus Bangun : senyawa kompleks C25-C50

Berat Molekul (rata-rata) : 500

Warna : hitam

Bau : berbau khas asphalt

Bentuk : liquid pekat

Specific Gravity : 2,4

Viscosity : diatas 19 cSt

Melting Point : 30 s/d 130C

Boiling Point : diatas 450C

Solubility, Water : - kg/ 100 kg H2O

Spesifikasi asphalt : (petroleumhpv.org)

Kadar asphalt pada produk = minimum 6,5%

Pendahuluan --- I -

---

Pra Rencana Pabrik Minyak Pelumas

6

Produk utama

Minyak Pelumas : (petroleumhpv.org)

Nama Lain : Lube base oil

Rumus Molekul : senyawa kompleks

terdiri dari campuran saturated hydrocarbon paraffinic, naphtenic, mineral oil, dan waxed oil.

Rumus Bangun : senyawa kompleks C15-C50

Berat Molekul (rata-rata) : 260

Warna : hitam

Bau : berbau khas oli

Bentuk : liquid pekat

Specific Gravity : 0,8651

Viscosity : 2,79 – 14,07 cSt

Melting Point : -20 s/d -6C

Boiling Point : 300-800C

Solubility, Water : - kg/ 100 kg H2O

Spesifikasi minyak pelumas bekas : (petroleumhpv.org)

Kadar base oil pada produk = minimum 79,1%

Kadar residu pada produk = maksimal 0,15%

Kadar sulfur pada produk = maksimal 0,38%

Kapasitas produksi = 60.000 ton/tahun

Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun

Satuan massa = kilogram / jam

1. SCREW PRESS ( H - 120 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Minyak dr F-110 * Minyak ke V-130

Lube Oil 7584,9900 Lube Oil 7584,9900

Residu 2129,1200 Residu 2129,1200

Fuels 1890,9247 Fuels 1890,9247

Sulfur 51,8973 Sulfur 51,8973

Impuritis 53,2280 H2O 1595,7754

H2O 1596,8400 13252,7074

13307,0000 * Limbah padat

Impuritis 53,2280

H2O 1,0646

54,2926

Neraca Massa --- III - 2

2. EVAPORATOR ( V - 130 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Minyak dr H-120 * Minyak ke Q-140

Lube Oil 7584,9900 Lube Oil 7584,9900

Residu 2129,1200 Residu 2129,1200

Fuels 1890,9247 Sulfur 51,8973

Sulfur 51,8973 H2O 79,7887

H2O 1595,7754 9845,7960

13252,7074 * Limbah gas

Fuels 1890,9247

H2O 1515,9867

3406,9114

13252,7074 13252,7074

---

3. KOLOM DISTILASI ( D - 210 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Minyak dr Q-140 * Produk atas ke Q-220

Lube Oil 7584,9900 Lube Oil 7509,1414

Residu 2129,1200 Residu 10,6484

Sulfur 51,8973 Sulfur 0,2596

H2O 79,7887 H2O 55,8522

9845,7960 7575,9016

* Produk bawah residu

Lube Oil 75,8486

Residu 2118,4716

Sulfur 51,6377

H2O 23,9365

2269,8944

BAB IV NERACA PANAS

Kapasitas produksi = 60.000 ton/tahun

Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun

Satuan massa = kilogram / jam

Satuan panas = kilokalori / jam

1. EVAPORATOR ( V - 130 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Minyak dr H-120 * Minyak ke Q-140

Lube Oil 15047,2856 Lube Oil 321112,8672

Residu 4207,2178 Residu 89826,5598

Fuels 3817,9524 Sulfur 1524,8813

Sulfur 76,3868 H2O 3422,2990

H2O 3565,6720 415886,6073

26714,5146 * Limbah gas

Fuels 274660,4976

H2O 885852,6858

1160513,1834

* Q steam 1631247,6591 * Q loss 81562,3830

1657962,1737 1657962,1737

IV - 1

---

2. HEAT SOAKER-1 ( Q - 140 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Minyak dr V-130 * Minyak ke D-210

Lube Oil 321112,8672 Lube Oil 1211425,3968

Residu 89826,5598 Residu 338786,5772

Sulfur 1524,8813 Sulfur 5148,4366

H2O 3422,2990 H2O 10906,5055

415886,6073 1566266,9161

* Q steam 1210926,6408 * Q loss 60546,3320

1626813,2481 1626813,2481

3. COOLER-1 ( E - 142 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Minyak dr Q-140 * Minyak ke D-210

Lube Oil 1211425,3968 Lube Oil 533156,2265

Residu 338786,5772 Residu 149151,6970

Sulfur 5148,4366 Sulfur 2447,2962

H2O 10906,5055 H2O 5388,8664

1566266,9161 690144,0861

* Q serap 876122,8300

Neraca Panas --- IV - 3

4. KOLOM DISTILASI ( D - 210 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Minyak dr E-142 * Produk atas ke Q-220

Lube Oil 533156,2265 Lube Oil 45322,6093

Residu 149151,6970 Residu 64,0915

Sulfur 2447,2962 Sulfur 1,1657

H2O 5388,8664 H2O 374,7993

690144,0861 45762,6658

* Produk bawah residu

* Q Reboiling 764143,9421 Lube Oil 5914,6220

Residu 164627,2595

Sulfur 2679,1293

H2O 1770,8417

174991,8525 * Q Condensation 1195326,3128

* Q loss 38207,1971

1454288,0282 1454288,0282

---

5. HEAT SOAKER-2 ( Q - 220 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Minyak dr D-210 * Minyak ke D-230

Lube Oil 45322,6093 Lube Oil 1301124,0966

Residu 64,0915 Residu 1839,9876

Sulfur 1,1657 Sulfur 27,9844

H2O 374,7993 H2O 8174,7452

45762,6658 1311166,8138

* Q steam 1332004,3663 * Q loss 66600,2183

1377767,0321 1377767,0321

6. GUARD BED ( D - 230 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Minyak dr Q-220 * Minyak ke Q-240

Lube Oil 1301124,0966 Lube Oil 554217,6020

Residu 1839,9876 Residu 784,0737

Sulfur 27,9844 Sulfur 12,9431

H2O 8174,7452 H2O 3937,4871

1311166,8138 558952,1059

* Q serap 752214,7079

Neraca Panas --- IV - 5

7. HYDROTREATOR ( Q - 240 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Minyak dr D-230 * Minyak ke F-310

Lube Oil 554217,6020 Lube Oil 907806,4840

Residu 784,0737 Residu 1284,1481

Sulfur 12,9431 Sulfur 20,2879

H2O 3937,4871 H2O 6032,1618

558952,1059 915143,0818

* Udara panas 2388122,8445 * Udara panas 2031931,8686

2947074,9504 2947074,9504

8. HEATER ( E - 242 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

Udara bebas Udara panas

Udara 42281,9245 Udara 2388122,8445

* Q supply 2469306,2316 * Q loss 123465,3116

2511588,1561 2511588,1561

---

9. COOLER-2 ( E - 244 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Minyak dr Q-240 * Minyak ke F-310

Lube Oil 907806,4840 Lube Oil 30004,8166

Residu 1284,1481 Residu 42,4283

Sulfur 20,2879 Sulfur 0,7749

H2O 6032,1618 H2O 249,7214

915143,0818 30297,7412

* Q serap 884845,3406

V - 1

---

Pra Rencana Pabrik Minyak Pelumas

BAB V

SPESIFIKASI ALAT

Kapasitas produksi = 60.000 ton/tahun

Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun

Satuan massa = kilogram / jam

Satuan panas = kilokalori / jam

1. TANGKI MINYAK PELUMAS BEKAS ( F - 110 )

Fungsi : menampung minyak pelumas bekas dari supplier

Type : silinder tegak , tutup bawah datar dan tutup atas dish

Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk liquid pada tekanan atmospheric

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure)

- Suhu = 30C (suhu kamar)

- Waktu penyimpanan = 7 hari

Spesifikasi :

Volume : 36120 cuft = 1023 m3

Diameter : 36 ft

Tinggi : 36 ft

Tebal shell : 3/8 in

Tebal tutup atas : 3/8 in

Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

Jumlah : 2 buah

Masuk

2. POMPA - 1 ( L - 111 )

Fungsi : Memindahkan minyak pelumas dari F-110 ke H-120

Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan bahan liquid.

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 42,90 gpm

Total DynamicHead : 1,68 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 buah

3. SCREW PRESS ( H - 120 )

Fungsi : Memisahkan kotoran padat pada oli dengan tekanan.

Tipe : PT&M Screw Press (presstechnology.com)

Dasar pemilihan : sesuai dengan jenis bahan yang dipisahkan

Spesifikasi :

Panjang : 21 ft

Diameter : 4,5 ft

Spesifikasi Alat --- V - 3

Power : 200 hp

Bahan : 316 stainless steel

Jumlah : 1 buah

4. POMPA - 2 ( L - 121 )

Fungsi : Memindahkan minyak pelumas dari H-120 ke V-130

Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan bahan liquid.

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 42,70 gpm

Total DynamicHead : 54,56 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 80%

Power : 2,0 hp = 1,5 kW

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 buah

5. EVAPORATOR ( V - 130 )

Fungsi : Menguapkan air dan fuels dengan pemanasan. Type : Standard Vertical Tube Evaporator ( calandria )

Dasar Pemilihan : sesuai untuk proses pemekatan larutan.

Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer)

* Suhu operasi = 120oC (US.Patent 4,512,878 : 4)

* Waktu proses = kontinyu

---

Spesifikasi :

Bagian Shell :

Diameter evaporator = 6,2 ft Tinggi shell = 12,4 ft Tebal shell = 3/16 in

Tebal tutup = 3/16 in

Tube Calandria :

Ukuran = 4 in sch. 40 standard IPS

OD = 4,500 in ID = 4,026 in Panjang Tube = 12 ft Jumlah Tube = 341 buah

Bahan konstruksi = Carbon steel SA – 203 Grade C ( 2 ½ Ni )

Jumlah evaporator = 1 buah

6. POMPA - 3 ( L - 131 )

Fungsi : Memindahkan minyak pelumas dari V-130 ke Q-140

Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan bahan liquid.

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 29,60 gpm

Total DynamicHead : 48,26 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Spesifikasi Alat --- V - 5

7. HEAT SOAKER - 1 ( Q - 140 )

Fungsi : Memanaskan minyak pelumas bekas pada suhu tinggi.

Type : Silinder tegak , tutup atas dished, tutup bawah conis

dilengkapi pengaduk dan jaket pemanas.

Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer)

* Suhu operasi = 320oC (US.Patent 4,512,878 : 6)

* Waktu tinggal = 1 jam (US.Patent 4,512,878 : 6)

Spesifikasi : Dimensi Shell :

Diameter Shell , inside : 6 ft

Tinggi Shell : 12 ft

Tebal Shell : 3/16 in

Dimensi tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 3/16 in

Tinggi Tutup atas : 0,7 ft

Tebal tutup bawah (conis) : 3/16 in

Tinggi Tutup bawah : 0,7 ft

Sistem Pengaduk

Dipakai impeler jenis turbin dengan 6 buah flat blade dengan 2 buah impeller.

Diameter impeler : 2,000 ft

Panjang blade : 0,500 ft

Lebar blade : 0,400 ft

Power motor : 20 hp

Sistem Pemanas

Diameter jaket : 6,10 ft

Tinggi jaket : 8,9 ft

---

Jaket spacing : 3/16 in

Tebal Jaket : 3/16 in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

Jumlah tangki : 1 buah

8. POMPA - 4 ( L - 141 )

Fungsi : Memindahkan minyak pelumas dari Q-140 ke D-210

Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan bahan liquid.

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 29,60 gpm

Total DynamicHead : 70,50 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 80%

Power : 2,0 hp = 1,5 kW

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 buah

9. COOLER - 1 ( E - 142 )

Fungsi : Mendinginkan bahan dari suhu 320C menjadi suhu 173,61C

Type : 1 – 2 Shell and Tube Heat Exchanger (Fixed Tube)

Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan

panas yang besar.

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (tekanan atmosfer)

- Suhu = 173,61C (boiling point feed)

Spesifikasi Alat --- V - 7

Spesifikasi :

Tube : OD = ¾ in ; 16 BWG

Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square

Jumlah Tube , Nt = 220

Passes = 2

Shell : ID = 19,25 in

Passes = 1

Heat Exchanger Area , A = 691 ft2 = 65 m2

Bahan konstruksi shell = Carbon steel

Jumlah exchanger = 1 buah

10. KOLOM DISTILASI ( D - 210 )

Fungsi : Memisahkan minyak pelumas dasar dan residu.

Type : Sieve Tray Colomn

Dasar Pemilihan : - effisiensi pemisahan lebih tinggi dari plate colomn.

- harga lebih murah dari bubble cap colomn. - perawatan dan perbaikan yang mudah.

---

Spesifikasi kolom distilasi :

Tekanan operasi = 17 psi

Suhu operasi = 173,61C

Bahan konstruksi = Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

Digunakan double welded butt joint no radiograph dengan efisiensi = 85% (0,85) Spesifikasi shell dan tutup :

Shell OD = 7,0 ft = 84 in

Tebal shell = 3/16 in

Tebal tutup dished = 3/16 in

Tinggi tutup dished = 1,0 ft

Spesifikasi Plate :

Tray spacing = 24 in

Jumlah plate = 26 buah

Feed Plate = plate ke – 8

Tinggi tangent line to tangent line = 65,0 ft

Tinggi skirt support = 4,0 ft

Tinggi tutup dished = 1,0 ft

 +

Tinggi total tangki = 70,0 ft

Lain-lain :

Berat liquid = 2269,8944 lb

Area downcomer = 18,288 ft2

Berat liquid tiap area = 125 lb/ft2

Tray support ring = 2 1/2 in x 2 1/2 in x 3/8 in , Angles

Faktor korosi = 1/8 in (0,125 in)

Overhead vapor line, OD = 12 in

Tebal isolasi = 3 in

Accessories = 1 buah tangga.

Spesifikasi Alat --- V - 9

11. CONDENSER ( E - 211 )

Fungsi : Mengkondensasi bahan dengan suhu operasi 40C

Type : 1 – 2 Shell and Tube Heat Exchanger (Fixed Tube)

Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan

panas yang besar.

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (tekanan atmosfer)

- Suhu = 40C (suhu kamar)

- Sistem kerja = kontinyu

Spesifikasi :

Tube : OD = ¾ in ; 16 BWG

Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square

Jumlah Tube , Nt = 914

Passes = 2

Shell : ID = 37,0 in

Passes = 1

Heat Exchanger Area , A = 2870,7 ft2 = 267 m2

Bahan konstruksi shell = Carbon steel

Jumlah exchanger = 1 buah

12. AKUMULATOR ( F - 212 )

Fungsi : menampung sementara kondensat dari kondensor

Type : silinder horizontal dengan tutup dished

Dasar Pemilihan : efisien untuk kapasitas kecil

---

Spesifikasi :

3

Volume : 37 cuft = 2 M

Tekanan : 1 atm absolut

Diameter : 3 ft

Panjang : 9 ft

Tebal shell : 3/16 in

Tebal tutup : 3/16 in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

Jumlah : 1 buah

13. POMPA - 5 ( L - 213 )

Fungsi : Memindahkan minyak pelumas dari F-212 ke D-210 dan Q-220

Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan bahan liquid.

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 21,70 gpm

Total DynamicHead : 73,42 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 80%

Power : 2,0 hp = 1,5 kW

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Spesifikasi Alat --- V - 11

14. REBOILER ( E - 214 )

Fungsi : Menguapkan sebagian liquid dengan suhu operasi 187,491C

Type : Kettle reboiler (1 – 2 Shell and Tube Heat Exchanger-Fixed Tube)

Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan

panas yang besar.

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (tekanan atmosfer)

- Suhu = (berdasarkan trial bubble point)

- Sistem kerja = kontinyu

Spesifikasi :

Tube : OD = ¾ in ; 16 BWG

Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square

Jumlah Tube , Nt = 166

Passes = 2

Shell : ID = 17,25 in

Passes = 1

Heat Exchanger Area , A = 521,4 ft2 = 49 m2

Bahan konstruksi shell = Carbon steel

Jumlah exchanger = 1 buah

15. POMPA - 6 ( L - 215 )

Fungsi : Memindahkan residu dari E-214 ke F-216

Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan bahan liquid.

---

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 7,90 gpm

Total DynamicHead : 33,35 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 buah

16. TANGKI RESIDU ( F - 216 )

Fungsi : menampung produk samping residu

Type : silinder tegak , tutup bawah datar dan tutup atas dish

Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk liquid pada tekanan atmospheric

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure)

- Suhu = suhu kamar

- Waktu penyimpanan = 7 hari

Spesifikasi :

Volume : 6720 cuft = 191 m3

Diameter : 20 ft

Tinggi : 20 ft

Tebal shell : 3/16 in

Tebal tutup atas : 3/16 in

Tebal tutup bawah : ¼ in

Masuk

Spesifikasi Alat --- V - 13

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

Jumlah : 2 buah

17. HEAT SOAKER - 2 ( Q - 220 )

Fungsi : Memanaskan minyak pelumas dasar pada suhu tinggi.

Type : Silinder tegak , tutup atas dished, tutup bawah conis

dilengkapi pengaduk dan jaket pemanas.

Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer)

* Suhu operasi = 340oC (US.Patent 4,512,878 : 6)

* Waktu tinggal = 1 jam (US.Patent 4,512,878 : 6)

Spesifikasi : Dimensi Shell :

Diameter Shell , inside : 5 ft

Tinggi Shell : 10 ft

Tebal Shell : 3/16 in

Dimensi tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 3/16 in

Tinggi Tutup atas : 0,5 ft

Tebal tutup bawah (conis) : 3/16 in

Tinggi Tutup bawah : 0,5 ft

Sistem Pengaduk

Dipakai impeler jenis turbin dengan 6 buah flat blade dengan 2 buah impeller.

Diameter impeler : 1,667 ft

Panjang blade : 0,417 ft

Lebar blade : 0,334 ft

---

Power motor : 13 hp

Sistem Pemanas

Diameter jaket : 5,12 ft

Tinggi jaket : 8 ft

Jaket spacing : 3/16 in

Tebal Jaket : 3/16 in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

Jumlah tangki : 1 buah

18. POMPA - 7 ( L - 221 )

Fungsi : Memindahkan minyak pelumas dari Q-220 ke D-230

Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan bahan liquid.

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 21,70 gpm

Total DynamicHead : 29,87 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Spesifikasi Alat --- V - 15

19. GUARD BED ( D - 230 )

Fungsi : Menyerap kotoran dan warna pada minyak pelumas dasar

dengan media aktif karbon.

Type : silinder tegak , tutup atas dish dan tutup bawah conis

dilengkapi dengan : packing aktif karbon dan sparger atas

Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk proses penyerapan

Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer)

* Suhu operasi = 180oC (US.Patent 4,512,878 : 14)

* Sistem kerja = kontinyu

Inlet Liquid

Outlet Liquid Packing

Aktif Karbon

Spesifikasi : Dimensi tangki :

Volume : 109 cuft = 4 m3

Diameter : 3 ft

Tinggi : 15 ft

Tebal shell : 3/16 in

Tebal tutup atas : 3/16 in

Tebal tutup bawah : 3/16 in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

Sistem Pemanas

Diameter jaket : 3,06 ft

Tinggi jaket : 10,8 ft

Jaket spacing : 3/16 in

---

Tebal Jaket : 3/16 in

Spesifikasi packing :

Packing disusun secara acak (randomize)

Jenis packing : aktif karbon

Ukuran packing : 40 mesh

Free gas space : 73%

Kebutuhan packing : 7021 kg/th

Sparger bagian atas :

Type : Standard Perforated Pipe

Bahan konstruksi : commercial steel

Diameter lubang : 4,22 mm

Jumlah cabang : 20 buah

Lubang tiap cabang : 56 buah

Jumlah alat : 2 buah (1 jam proses)

20. POMPA - 8 ( L - 231 )

Fungsi : Memindahkan minyak pelumas dari D-230 ke Q-240

Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan bahan liquid.

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 21,70 gpm

Total DynamicHead : 76,97 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 80%

Power : 2,0 hp = 1,5 kW

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Spesifikasi Alat --- V - 17

21. HYDROTREATOR ( Q - 240 )

Fungsi : Menyerap kotoran dan warna pada minyak pelumas dasar

dengan media aktif alumina dan pemanasan.

Type : silinder tegak , tutup atas dish dan tutup bawah conis

dilengkapi dengan : packing aktif alumina dan sparger atas

Spesifikasi : Dimensi tangki :

Volume : 109 cuft = 4 m3

Diameter : 3 ft

Tinggi : 15 ft

Tebal shell : 3/16 in

Tebal tutup atas : 3/16 in

Tebal tutup bawah : 3/16 in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

Spesifikasi packing :

Packing disusun secara acak (randomize)

Jenis packing : aktif alumina

Ukuran packing : 40 mesh

Free gas space : 73%

Kebutuhan packing : 12361 kg/th

Sparger bagian atas :

Type : Standard Perforated Pipe

Bahan konstruksi : commercial steel

Diameter lubang : 4,22 mm

Jumlah cabang : 20 buah

Lubang tiap cabang : 56 buah

Jumlah alat : 2 buah (1 jam proses)

---

22. BLOWER ( G - 241 )

Fungsi : memindahkan udara dari udara bebas ke Q-240

Type : Centrifugal Blower

Dasar Pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan , efisiensi tinggi.

Masuk

Keluar

Masuk

Keluar

Spesifikasi :

Bahan : Commercial Steel

Rate Volumetrik : 3519 cuft/menit

Adiabatic Head : 15000 ft.lbf/lbm gas

Effisiensi motor : 80%

Power : 69 hp

Jumlah : 2 buah (multi-stage)

23. HEATER ( E - 242 )

Fungsi : Memanaskan udara dari suhu 30C menjadi suhu 300C

Type : 1 – 2 Shell and Tube Heat Exchanger (Fixed Tube)

Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan

panas yang besar.

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure)

- Suhu = 300C > hydrotreator 260C

Spesifikasi Alat --- V - 19

Spesifikasi :

Tube : OD = ¾ in ; 16 BWG

Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square

Jumlah Tube , Nt = 640

Passes = 2

Shell : ID = 31,0 in

Passes = 1

Heat Exchanger Area , A = 2010,1 ft2 = 187 m2

Bahan konstruksi shell = Carbon steel

Jumlah exchanger = 1 buah

24. POMPA - 9 ( L - 243 )

Fungsi : Memindahkan minyak pelumas dari Q-240 ke F-310

Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan bahan liquid.

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 21,70 gpm

Total DynamicHead : 42,91 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW

Bahan konstruksi : Commercial Steel

Jumlah : 1 buah

---

25. COOLER - 2 ( E - 244 )

Fungsi : Mendinginkan bahan dari suhu 260C menjadi suhu 35C

Type : 1 – 2 Shell and Tube Heat Exchanger (Fixed Tube)

Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan

panas yang besar.

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (tekanan atmosfer)

- Suhu = 35C (suhu kamar)

- Sistem kerja= kontinyu

Spesifikasi :

Tube : OD = ¾ in ; 16 BWG

Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square

Jumlah Tube , Nt = 640

Passes = 2

Shell : ID = 31,0 in

Passes = 1

Heat Exchanger Area , A = 2010,1 ft2 = 187 m2

Bahan konstruksi shell = Carbon steel

Spesifikasi Alat --- V -

---

Pra Rencana Pabrik Minyak Pelumas

21

26. TANGKI MINYAK PELUMAS ( F - 310 )

Fungsi : menampung produk utama minyak pelumas dasar

Type : silinder tegak , tutup bawah datar dan tutup atas dish

Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk liquid pada tekanan atmospheric

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure)

- Suhu = suhu kamar

- Waktu penyimpanan = 7 hari

Masuk

Keluar

Spesifikasi :

Volume : 18270 cuft = 518 m3

Diameter : 29 ft

Tinggi : 29 ft

Tebal shell : ¼ in

Tebal tutup atas : ¼ in

Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

Outlet Udara

Inlet Liquid

Outlet Liquid Inlet Udara

Packing Aktif Alumina

HYDROTREATOR ( Q - 240 )

Fungsi : Menyerap kotoran dan warna pada minyak pelumas dasar

dengan media aktif alumina dan pemanasan.

Type : silinder tegak , tutup atas dish dan tutup bawah conis

dilengkapi dengan : packing aktif alumina dan sparger atas

Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk proses penyerapan

Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 3 atm (US.Patent 4,512,878 : 14)

* Suhu operasi = 260oC (US.Patent 4,512,878 : 14)

* Sistem operasi = kontinyu

Perencanaan Alat Utama --- VI - 2

---

Pra Rencana Pabrik Minyak Pelumas

Perhitungan :

Bahan Masuk :

Komponen Berat (kg) Fraksi berat  bahan (gr/cc) Literatur

Lube Oil 7509,1414 0,99119 1,544 Sherwood,App.A

Residu 10,6484 0,00141 1,260 Sherwood,App.A

Sulfur 0,2596 0,00003 1,520 Perry 7ed,T.2-1

H2O 55,8522 0,00737 1,000 Perry 7ed,T.2-1

7575,9016 1,00000

 campuran =



_fraksi_komponenberat 1

(Himmelblau , 249)

 campuran =

1 0,00737 1,520

0,00003 1,260

0,00141 1,544

0,99119

1

 



= 1,5373 gr/cc

= 1,5373 gr/cc x 62,43 = 96 lb/cuft (1 gr/cc = 62,43 lb/cuft)

Rate massa = 7575,9016 kg/jam = 16701,8327 lb/jam (1 kg = 2,2046 lb)

 campuran = 62,43

komponen berat fraksi

1

 



= 96 lb/cuft

Rate volumetrik=

densitas massa rate

=

cuft / lb

jam / lb 96

16701,8327

= 174 cuft/jam

Waktu kontak = 0,5 jam (US.Patent 4,512,878 : 14) Volume bahan = 174 cuft/jam x 0,5 jam = 87 cuft

Asumsi bahan mengisi 80% volume tangki. (faktor keamanan) Maka volume tangki = 87 x (100/80) = 109 cuft

Menentukan ukuran tangki dan ketebalannya

Asumsi dimension ratio : H/D = 5 (Ulrich : Tabel 4-18)

Volume = ¼  D2 H

109 = ¼  (D)2 . 5 D

D  3 ft = 36 in

H = 15 ft = 180 in

Penentuan tebal minimum shell :

Tebal shell berdasarkan ASME Code untuk cylindrical tank :

t min = C

P 6 , 0 fE

ri P



 [Brownell,pers.13-1,hal.254]

dengan : t min = tebal shell minimum; in

P = tekanan tangki ; psi

ri = jari-jari tangki ; in ( ½ D )

C = faktor korosi ; in (digunakan 1/8 in)

E = faktor pengelasan, digunakan double welded, E = 0,8

f = stress allowable, bahan konstruksi stainless steel 316

maka f = 36000 psi [Perry 7ed,T.28-11]

P operasi = 3 atm = 44,1 psi (US.Patent 4,512,878 : 14)

P design diambil 10% lebih besar dari P operasi untuk faktor keamanan. P design = 1,1 x 44,1 = 49 psi

R = ½ D = ½ x 36 = 18 in

t min =



 



0,125

49 6 , 0 80 , 0 36000

18 49

  

Perencanaan Alat Utama --- VI - 4

---

Pra Rencana Pabrik Minyak Pelumas

Dimensi tutup atas, standard dished :

Untuk D = 36 in, didapat rc = 36 in (Brownell & Young, T-5.7) digunakan persamaan 13.12 dari Brownell & Young.

Tebal standard torispherical dished (atas) :

th =

P 1 , 0 fE

rc P 885 , 0

  + C [Brownell & Young; pers.13.12]

dengan : th = tebal dished minimum ; in

P = tekanan tangki ; psi

rc = crown radius ; in [B&Y,T-5.7]

C = faktor korosi ; in (diambil 1/8 in)

E = faktor pengelasan, digunakan double welded butt joint.

faktor pengelasan, E = 0,8

f = stress allowable, bahan konstruksi stainless steel 316

maka f = 36000 psi [Perry 7ed,T.28-11]

P design = 49 psi

th =



36000 0,8

 

0,1 49



36 49 885 , 0

+ 0,125 = 0,180 in , digunakan t = 3/16 in

 

  

h = rc -

4 D rc

2 2 _

= 0,41 ft C a

t r

ID sf

b icr OA

Tutup bawah, conis :

Tebal conical =





C

0,6P -fE cos 2

D . P



 [Brownell,hal.118; ASME Code]

dengan  = ½ sudut conis = 30/2 = 15 tc =



 







8

1 49 6 , 0 8 , 0 36000 15

cos 2

12 3 49

o    

    0,157 in = 3/16 in

Tinggi conical :

h =





2 m D

tg 

[Hesse, pers.4-17]

Keterangan :  = ½ sudut conis ; 15

D = diameter tangki ; ft

m = flat spot center ; 12 in = 1 ft

maka h =





2 1 D 15

tg o 

= 2

2 268 ,

0 

Perencanaan Alat Utama --- VI - 6

Perhitungan Sparger (Perforated Pipe) Bagian Atas :

Rate massa = 7575,9016 kg/jam = 16701,8327 lb/jam

 liquid = 96 lb/cuft Rate volumetrik =

cuft / lb

jam / lb densitas

massa

= 174 cuft/jam = 2,9 cuft/mnt

Berdasarkan Peter 4ed , fig. 14-2 , halaman 498 ,dengan asumsi aliran turbulen

didapat : ID optimum = 1,8 in , maka digunakan pipa ukuran = 2 in sch. 40 Dari Foust , App. C-6a , didapatkan :

OD = 2,375 in

ID = 2,067 in = 0,172 ft

A = ¼  Dp2 = 0,0233 ft2 Kecepatan aliran , V =

60 1 ft

cuft/menit

2  = 2,1 ft/dt

dengan :  = 1,5377 cp = 0,00103335 lb/ft.dt (berdasarkan sg bahan)

NRe =

 

V D

= 33605 > 2100

dengan NRe > 2100 untuk menentukan diameter sparger digunakan persamaan

6.3 dari Treybal halaman 141 : dp = 0,0233 x NRe –0,5

dengan : dp = diameter sparger ; ft

d = diameter pipa (ID) ; ft

dp = 0,0233 x (NRe)–0,5 = 0,01384 ft = 4,22 mm (1 ft = 304,8 mm)

[ukuran diameter (minimum) = 1,6 mm = 0,01 ft]

Untuk pemasangan sejajar atau segaris pada pipa, jarak interface ( C ) dianjurkan minimal menggunakan jarak 3 dp. maka C = 3 x 0,01384 ft = 0,04155 ft

---

Panjang pipa direncanakan 0,75 Diameter shell = 0,75 x 3 ft = 2,3 ft Posisi sparger direncanakan disusun bercabang 20.

maka banyaknya lubang =

C

Cabang Pipa

Panjang 

 1108 lubang

Jumlah lubang tiap cabang =

cabang ang lub Jumlah

 56 lubang tiap cabang

Packing :

Aktif Alumina (Alum)

Packing disusun secara acak (randomize).

Ukuran packing : 40 mesh

Tinggi packing = tinggi shell

Tinggi packing = 15 ft

Diameter shell = 3 ft

Volume packing, V = ¼  D2 H = 109 cuft

Densitas packing,  = 4,00 gr/cc = 250 lb/cuft

Kebutuhan packing = 109 cuft x 250 lb/cuft = 27250 lb/thn

Perencanaan Alat Utama --- VI -

---

Pra Rencana Pabrik Minyak Pelumas

8

Spesifikasi :

Fungsi : Menyerap kotoran dan warna pada minyak pelumas dasar

dengan media aktif alumina dan pemanasan.

Type : silinder tegak , tutup atas dish dan tutup bawah conis

dilengkapi dengan : packing aktif alumina dan sparger atas

Dimensi tangki :

Volume : 109 cuft = 4 m3

Diameter : 3 ft

Tinggi : 15 ft

Tebal shell : 3/16 in

Tebal tutup atas : 3/16 in

Tebal tutup bawah : 3/16 in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

Spesifikasi packing :

Packing disusun secara acak (randomize)

Jenis packing : aktif alumina

Ukuran packing : 40 mesh

Free gas space : 73%

Kebutuhan packing : 12361 kg/th

Sparger bagian atas :

Type : Standard Perforated Pipe

Bahan konstruksi : commercial steel

Diameter lubang : 4,22 mm

Jumlah cabang : 20 buah

Lubang tiap cabang : 56 buah

VII.1. Instrumentasi

Dalam rangka pengoperasian pabrik, pemasangan alat-alat instrumentasi sangat dibutuhkan dalam memperoleh hasil produksi yang optimal. Pemasangan alat-alat instrumentasi disini bertujuan sebagai pengontrol jalannya proses produksi dari peralatan-peralatan pada awal sampai akhir produksi. dimana dengan alat instrumentasi tersebut, kegiatan maupun aktifitas tiap-tiap unit dapat tercatat kondisi operasinya sehingga sesuai dengan kondisi operasi yang dikehendaki, serta mampu memberikan tanda-tanda apabila terjadi penyimpangan selama proses produksi berlangsung.

Pada uraian diatas dapat disederhanakan bahwa dengan adanya alat instrumentasi maka :

1. Proses produksi dapat berjalan sesuai dengan kondisi-kondisi yang telah ditentukan sehingga diperoleh hasil yang optimum.

2. Proses produksi berjalan sesuai dengan efisiensi yang telah

ditentukan dan kondisi proses tetap terjaga pada kondisi yang sama. 3. Membantu mempermudah pengoperasian alat.

4. Bila terjadi penyimpangan selama proses produksi, maka dapat segera diketahui sehingga dapat ditangani dengan segera.

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 2

Adapun variabel proses yang diukur dibagi menjadi 3 bagian, yaitu :

1. Variabel yang berhubungan dengan energi, seperti temperatur, tekanan, dan radiasi.

2. Variabel yang berhubungan dengan kuantitas dan laju, seperti pada kecepatan aliran fluida, ketinggian liquid dan ketebalan.

3. Variabel yang berhubungan dengan karakteristik fisika dan kimia, seperti densitas, kandungan air.

Yang harus diperhatikan didalam pemilihan alat instrumentasi adalah : - Level, Range dan Fungsi dari alat instrumentasi.

- Akurasi hasil pengukuran. - Bahan konstruksi material.

- Pengaruh yang ditimbulkan terhadap kondisi operasi proses yang berlangsung.

- Mudah diperoleh di pasaran.

- Mudah dipergunakan dan mudah diperbaiki jika rusak.

Instrumentasi yang ada dipasaran dapat dibedakan dari jenis pengoperasian alat instrumentasi tersebut, yaitu alat instrumentasi manual atau otomatis. Pada dasarnya alat-alat kontrol yang otomatis lebih disukai dikarenakan pengontrolannya tidak terlalu sulit, kontinyu, dan efektif, sehingga menghemat tenaga kerja dan waktu. Akan tetapi mengingat faktor-faktor ekonomis dan investasi modal yang ditanamkan pada alat instrumentasi berjenis otomatis ini, maka pada perencanaan pabrik ini sedianya akan menggunakan kedua jenis alat instrumentasi tersebut.

---

Adapun fungsi utama dari alat instrumentasi otomatis adalah : - Melakukan pengukuran.

- Sebagai pembanding hasil pengukuran dengan kondisi yang ditentukan. - Melakukan perhitungan.

- Melakukan koreksi.

Alat instrumentasi otomatis ini dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu :

1. Sensing / Primary Element / Sensor.

Alat kontrol ini langsung merasakan adanya perubahan pada variabel yang diukur, misalnya temperatur. Primary Element merubah energi yang dirasakan dari media yang sedang dikontrol menjadi sinyal yang bisa dibaca (misalnya dengan tekanan fluida).

2. Recieving Element / Elemen Pengontrol.

Alat kontrol ini akan mengevaluasi sinyal yang didapat dari sensing

element dan diubah menjadi data yang bisa dibaca (perubahan data analog menjadi digital), digambarkan dan dibaca oleh error detector. Dengan demikian sumber energi bisa diatur sesuai dengan

perubahan-perubahan yang terjadi.

3. Transmitting Element.

Alat kontrol ini berfungsi sebagai pembawa sinyal dari sensing

element ke receiving element. Alat kontrol ini mempunyai fungsi

untuk merubah data bersifat analog (tidak terlihat) menjadi data

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 4

Disamping ketiga jenis tersebut, masih terdapat peralatan pelengkap yang lain, yaitu : Error Detector Element, alat ini akan membandingkan besarnya harga terukur pada variabel yang dikontrol dengan harga yang diinginkan dan apabila terdapat perbedaan alat ini akan mengirimkan sinyal error. Amplifier akan digunakan sebagai penguat sinyal yang dihasilkan oleh error detector jika sinyal yang dikeluarkan lemah. Motor Operator Sinyal Error yang dihasilkan harus diubah sesuai dengan kondisi yang diinginkan, yaitu dengan penambahan variabel manipulasi. Kebanyakan sistem kontrol memerlukan operator atau motor untuk menjalankan Final Control Element. Final Control Element adalah untuk mengoreksi harga variabel manipulasi.

Macam instrumentasi pada suatu perencanaan pabrik misalnya :

1. Flow Control ( F C )

Mengontrol aliran setelah keluar suatu alat.

2. Flow Ratio Control ( F R C )

Mengontrol ratio aliran yang bercabang.

3. Level Control ( L C )

Mengontrol ketinggian liquid didalam tangki

4. Weight Control ( W C )

Mengontrol berat solid yang dikeluarkan dari tangki

5. Pressure Control ( P C )

Mengontrol tekanan pada suatu aliran / alat

6. Temperature Control ( T C )

Mengontrol suhu pada suatu aliran / alat

---

Tabel VII.1. Instrumentasi pada pabrik

NO NAMA ALAT KODE INSTRUMENTASI

1. TANGKI MINYAK PELUMAS BEKAS ( F - 110 ) ( LI )

2. POMPA - 1 ( L - 111 ) ( FC )

3. SCREW PRESS ( H - 120 ) ( PI )

4. POMPA - 2 ( L - 121 ) ( FC )

5. EVAPORATOR ( V - 130 ) ( TC , PC , LC )

6. POMPA - 3 ( L - 131 ) ( LC )

7. HEAT SOAKER - 1 ( Q - 140 ) ( TC , LC )

8. POMPA - 4 ( L - 141 ) ( LC )

9. COOLER - 1 ( E - 142 ) ( TC )

10. KOLOM DISTILASI ( D - 210 ) ( TC , PC , LC )

11. CONDENSER ( E - 211 ) ( PC )

12. AKUMULATOR ( F - 212 ) ( LC )

13. POMPA - 5 ( L - 213 ) ( FRC )

14. REBOILER ( E - 214 ) ( TC )

15. POMPA - 6 ( L - 215 ) ( LC )

16. HEAT SOAKER - 2 ( Q - 220 ) ( TC , LC )

17. POMPA - 7 ( L - 221 ) ( LC )

18. GUARD BED ( D - 230 ) ( TC , LC )

19. POMPA - 8 ( L - 231 ) ( LC )

20. HYDROTREATOR ( Q - 240 ) ( TC , LC )

21. BLOWER ( G - 241 ) ( FC )

22. HEATER ( E - 242 ) ( TC )

23. POMPA - 9 ( L - 243 ) ( LC )

24. COOLER - 2 ( E - 244 ) ( TC )

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 6

VII.2. Keselamatan Kerja

Keselamatan kerja atau safety factor adalah hal yang paling utama yang harus diperhatikan dalam merencanakan suatu pabrik, hal ini disebabkan karena :

- Dapat mencegah terjadinya kerusakan-kerusakan yang besar yang disebabkan oleh kebakaran atau hal lainnya baik terhadap karyawan maupun oleh peralatan itu sendiri.

- Terpeliharanya peralatan dengan baik sehingga dapat digunakan dalam waktu yang cukup lama. Bahaya yang dapat timbul pada suatu pabrik banyak sekali jenisnya, hal ini tergantung pada bahan yang akan diolah maupun tipe proses yang dikerjakan.

Secara umum bahaya-bahaya tersebut dapat dibagi dalam tiga kategori , yaitu : 1. Bahaya kebakaran.

2. Bahaya kecelakaan secara kimia. 3. Bahaya terhadap zat-zat kimia.

Untuk menghindari kecelakaan yang mungkin terjadi, berikut ini terdapat beberapa hal yang perlu mendapat perhatian pada setiap pabrik pada umumnya dan pada pabrik ini pada khususnya.

---

VII.2.1. Bahaya Kebakaran A. Penyebab kebakaran.

- Adanya nyala terbuka (open flame) yang datang dari unit utilitas, workshop dan lain-lain.

- Adanya loncatan bunga api yang disebabkan karena korsleting aliran listrik seperti pada stop kontak, saklar serta instrument lainnya.

B. Pencegahan.

- Menempatkan unit utilitas dan unit pembangkitan cukup jauh dari lokasi proses yang dikerjakan.

- Menempatkan bahan yang mudah terbakar pada tempat yang terisolasi dan tertutup.

- Memasang kabel atau kawat listrik di tempat-tempat yang terlindung, jauh dari daerah yang panas yang memungkinkan terjadinya kebakaran.

- Sistem alarm hendaknya ditempatkan pada lokasi dimana tenaga kerja dengan cepat dapat mengetahui apabila terjadi kebakaran

C. Alat pencegah kebakaran.

- Instalasi permanen seperti fire hydrant system dan sprinkle otomatis.

- Pemakaian portable fire-extinguisher bagi daerah yang mudah dijangkau bila terjadi kebakaran. Jenis dan jumlahnya pada perencanaan pabrik ini dapat dilihat pada tabel VII.1.

- Untuk pabrik ini lebih disukai alat pemadam kebakaran tipe karbon dioksida. - Untuk bahan baku yang mengandung racun, maka perlu digunakan kantong-kantong udara atau alat pernafasan yang ditempatkan pada daerah-daerah strategis pada pabrik ini.

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 8

Tabel VII.2. Jenis dan Jumlah Fire-Extinguisher. NO. TEMPAT JENIS BERAT

SERBUK

JARAK

SEMPROT JUMLAH

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Pos Keamanan Kantor Daerah Proses Gudang Bengkel Unit Pembangkitan Laboratorium YA-10L YA-20L YA-20L YA-10L YA-10L YA-20L YA-20L 3.5 Kg 6.0 Kg 8.0 Kg 4.0 Kg 8.0 Kg 8.0 Kg 8.0 Kg 8 m 8 m 7 m 8 m 7 m 7 m 7 m 3 2 4 2 2 2 2

VII.2.2. Bahaya Kecelakaan

Karena kesalahan mekanik sering terjadi dikarenakan kelalaian pengerjaan maupun kesalahan konstruksi dan tidak mengikuti aturan yang berlaku. Bentuk kerusakan yang umum adalah karena korosi dan ledakan. Kejadian ini selain mengakibatkan kerugian yang besar karena dapat mengakibatkan cacat tubuh maupun hilangnya nyawa pekerja. Berbagai kemungkinan kecelakaan karena mekanik pada pabrik ini dan cara pencegahan dapat digunakan sebagai berikut :

A. Vessel.

Kesalahan dalam perencanaan vessel dan tangki dapat mengakibatkan kerusakan fatal, cara pencegahannya :

- Menyeleksi dengan hati-hati bahan konstruksi yang sesuai, tahan korosi serta memakai corrosion allowance yang wajar. Untuk pabrik ini, semua bahan konstruksi yang umum dapat dipergunakan dengan

---

pengecualian adanya seng dan tembaga. Bahan konstruksi yang biasanya dipakai untuk tangki penyimpan, perpipaan dan peralatan lainnya dalam pabrik ini adalah steel. Semua konstruksi harus sesuai dengan standar ASME (America Society Mechanical Engineering). - Memperhatikan teknik pengelasan.

- Memakai level gauge yang otomatis.

- Penyediaan man-hole dan hand-hole ( bila memungkinkan ) yang memadai untuk inspeksi dan pemeliharaan. Disamping itu peralatan tersebut harus dapat diatur sehingga mudah untuk digunakan.

B. Heat Exchanger.

Kerusakan yang terjadi pada umumnya disebabkan karena kebocoran-kebocoran. Hal ini dapat dicegah dengan cara :

- Pada inlet dan outlet dipasang block valve untuk mencegah terjadinya thermal expansion.

- Drainhole yang cukup harus disediakan untuk pemeliharaan. - Pengecekan dan pengujian terhadap setiap ruangan fluida secara sendiri-sendiri.

- Memakai heat exchanger yang cocok untuk ukuran tersebut. Disamping itu juga rate aliran harus benar-benar dijaga agar tidak terjadi perpindahan panas yang berlebihan sehingga terjadi perubahan fase didalam pipa.

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 10

C. Peralatan yang bergerak.

Peralatan yang bergerak apabila ditempatkan tidak hati-hati, maka akan menimbulkan bahaya bagi pekerja. Pencegahan bahaya ini dapat dilakukan dengan :

- Pemasangan penghalang untuk semua sambungan pipa. - Adanya jarak yang cukup bagi peralatan untuk memperoleh kebebasan ruang gerak.

D. Perpipaan.

Selain ditinjau dari segi ekonomisnya , perpipaan juga harus ditinjau dari segi keamanannya hal ini dikarenakan perpipaan yang kurang teratur dapat membahayakan pekerja terutama pada malam hari, seperti terbentur, tersandung dan sebagainya. Sambungan yang kurang baik dapat menimbulkan juga hal-hal yang tidak diinginkan seperti kebocoran-kebocoran bahan kimia yang berbahaya. Untuk menghindari hal-hal tersebut, maka dapat dilakukan cara :

- Pemasangan pipa (untuk ukuran yang tidak besarhendaknya pada elevasi yang tinggi tidak didalam tanah, karena dapat menimbulkan kesulitan apabila terjadi kebocoran.

- Bahan konstruksi yang dipakai untuk perpipaan harus memakai bahan konstruksi dari steel.

- Sebelum dipakai, hendaknya diadakan pengecekan dan pengetesan terhadap kekuatan tekan dan kerusakan yang diakibatkan karena

---

perubahan suhu, begitu juga harus dicegah terjadinya over stressing atau pondasi yang bergerak.

- Pemberian warna pada masing-masing pipa yang bersangkutan akan dapat memudahkan apabila terjadi kebocoran.

E. Listrik.

Kebakaran sering terjadi akibat kurang baiknya perencanaan instalasi listrik dan kecerobohan operator yang menanganinya. Sebagai usaha pencegahannya dapat dilakukan :

- Alat-alat listrik dibawah tanah sebaiknya diberi tanda seperti dengan cat warna pada penutupnya atau diberi isolasi berwarna.

- Pemasangan alat remote shut down dari alat-alat disamping starter. - Penerangan yang cukup pada semua bagian pabrik supaya operator

tidak mengalami kesulitan dalam bekerja.

- Sebaiknya untuk penerangan juga disediakan oleh PLN meskipun kapasitas generator set mencukupi untuk penerangan dan proses. - Penyediaan emergency power supplies tegangan tinggi.

- Meletakkan jalur-jalur kabel listrik pada posisi aman.

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 12

F. Isolasi.

Isolasi penting sekali terutama berpengaruh terhadap pada karyawan dari kepanasan yang dapat mengganggu kinerja para karyawan, oleh karena itu dilakukan :

- Pemakaian isolasi pada alat-alat yang menimbulkan panas seperti reaktor, exchanger, kolom distilasi dan lain-lain. Sehingga tidak mengganggu konsentrasi pekerjaan.

- Pemasangan isolasi pada kabel instrumen, kawat listrik dan perpipaan yang berada pada daerah yang panas , hal ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya kebakaran.

G. Bangunan Pabrik.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan bangunan pabrik adalah :

- Bangunan-bangunan yang tinggi harus diberi penangkal petir dan jika tingginya melebihi 20 meter, maka harus diberi lampu suar (mercu suar).

- Sedikitnya harus ada dua jalan keluar dari dalam bangunan.

---

VII.2.3. Bahaya Karena Bahan Kimia

Banyak bahan kimia yang berbahaya bagi kesehatan. Biasanya para pekerja tidak mengetahui seberapa jauh bahaya yang dapat ditimbulkan oleh bahan kimia seperti bahan-bahan berupa gas yang tidak berbau atau tidak berwarna yang sangat sulit diketahui jika terjadi kebocoran. Untuk itu sering diberikan penjelasan pendahuluan bagi para pekerja agar mereka dapat mengetahui bahwa bahan kimia tersebut berbahaya.

Cara lainnya adalah memberikan tanda-tanda atau gambar-gambar pada daerah yang berbahaya atau pada alat-alat yang berbahaya, sehingga semua orang yang berada didekatnya dapat lebih waspada. Selain hal-hal tersebut diatas, usaha-usaha lain dalam menjaga keselamatan kerja dalam pabrik ini adalah memperhatikan hal-hal seperti:

1. Di dalam ruang produksi para pekerja dan para operator dilarang merokok.

2. Harus memakai sepatu karet dan tidak diperkenankan memakai sepatu yang alasnya mengandung logam.

3. Untuk pekerja lapangan maupun pekerja proses dan semua orang yang memasuki daerah proses diharuskan mengenakan topi pengaman agar terlindung dari kemungkinan kejatuhan barang-barang dari atas.

4. Karena sifat alami dari steam yang sangat berbahaya, maka harus disediakan kacamata tahan uap, masker penutup wajah dan sarung tangan yang harus dikenakan.

BAB VIII

UTILITAS

Dalam sebuah pabrik, utilitas merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan mengingat saling berhubungan antara proses industri dengan kebutuhan utilitas untuk proses tersebut. Dalam hal ini, utilitas dari suatu pabrik terdiri atas :

1. Unit Pengolahan Air

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan air pendingin, air sanitasi dan air pengisi boiler.

2. Unit Pembangkitan Steam

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan steam pada proses pemasakan, pemanasan dan supply panas pada alat.

3. Unit Pembangkitan Tenaga Listrik

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan listrik bagi alat-alat, bangunan, jalan raya, dan lain sebagainya.

4. Unit Bahan Bakar

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan bahan bakar bagi alat-alat,

generator , boiler, dan sebagainya.

5. Unit Pengolahan Limbah

Unit ini berfungsi sebagai pengolahan limbah pabrik baik limbah cair berupa bekas air pencuci , limbah padat berupa debu tepung, maupun limbah gas berupa udara panas dari proses pabrik.

VIII ~ 1

Sistem Pengolahan Air

Air adalah suatu zat yang banyak terdapat dialam bebas. Sesuai dengan tempat sumber air tersebut berasal, air mempunyai fungsi yang berlainan, dengan karakteristik yang ada. Air banyak sekali diperlukan didalam kehidupan, baik secara langsung maupun tidak langsung.

Didalam pabrik ini , dibedakan menjadi 2 bagian utama dalam sistem pengolahan air. Bagian pertama adalah unit pengolahan air sebagai unit penyedia kebutuhan air dan unit pengolahan air buangan sebagai pengolah air buangan pabrik sebelum dibuang ke badan penerima air.

Dalam pabrik ini sebagian besar air dimanfaatkan sebagai air proses dan sebagai media perpindahan energi. Untuk melaksanakan fungsi tersebut, air harus mengalami proses pengolahan terlebih dahulu sehingga pabrik dapat befungsi dengan optimum , aman dan efisien.

Secara umum fungsi air di pabrik ini terbagi dalam beberapa sistem pemakaian, masing-masing mempunyai persyaratan kualitas yang berbeda sesuai dengan fungsi dan kegunaannya. Sistem pemakaian tersebut antara lain adalah :

1. Sebagai air pengisi boiler (air umpan boiler) 2. Sebagai air sanitasi

Utilitas --- VIII ~ 3

VIII.1. Unit Penyediaan Steam

Unit penyediaan steam berfungsi untuk menyediakan kebutuhan steam,

yang digunakan sebagai media pemanas pada proses pabrik ini.

Direncanakan boiler menghasilkan steam jenuh (saturated steam) pada

tekanan 33 atm pada suhu = 370C dengan hv = 667,5 kkal/kg  1204,9 Btu/lb

Jumlah steam yang dibutuhkan untuk memproduksi produk adalah :

No. Nama Alat Kode Alat Steam (kg/jam) Steam (lb/jam)

1 EVAPORATOR ( V - 130 ) 2444 5389

2 HEAT SOAKER-1 ( Q - 140 ) 1814 4000

3 REBOILER ( E - 214 ) 1145 2525

4 HEAT SOAKER-2 ( Q - 220 ) 1996 4401

5 HEATER ( E - 242 ) 3699 8155

24470

Total kebutuhan steam = 24470 lb/jam

Untuk faktor keamanan dari kebocoran-kebocoran yang terjadi, maka direncanakan steam yang dihasilkan 20 % dari kebutuhan steam total :

= 1,2 x kebutuhan normal (24470 lb/jam) = 29364 lb/jam Menghitung Kebutuhan Bahan Bakar :

ms (hv - hf)

mf =  x 100 (Severn W.H : 142)

eb . F

dimana : mf = massa bahan bakar yang dipakai, lb/jam.

ms = massa steam yang dihasilkan, lb/jam.

hv = entalpi uap yang dihasilkan, Btu/lb.

hf = entalpi liquid masuk, Btu/lb.

eb = efisiensi boiler = 92% (Severn W.H : 143)

F = nilai kalor bahan bakar, Btu/lb.

hv = 1204,9 Btu/lb (suhu steam) [Steam Table]

hf = 970,3 Btu/lb (suhu air=100C) [Steam Table]

F = nilai kalor bahan bakar

digunakan Petroleum Oil 33API (0,22% sulfur) (Perry 7ed, T.27-6)

dari Perry 7ed, Fig.27-3 , didapat : relative density,  = 0,86 gr/cc

Heating Value = 137273 Btu/gal

 = 0,86 gr/cc = 54 lb/cuft = 7,2 lb/gal

maka Heating Value bahan bakar = 2 , 7 137273

= 19066 Btu/lb

ms (hv - hf)

mf =  x 100 (Severn, W.H : 142)

eb . F

29364 (1204,9 – 970,3)

mf =  x 100 = 393 lb/jam

(92).(19066 )

Kapasitas boiler :

ms (hv - hf)

Q =  (Severn, W.H : 171)

1000

(29364) (1204,9 – 970,3)

=  = 6889 kBtu/jam.

1000

Penentuan boiler horse power :

Untuk penentuan Boiler Horse Power , digunakan persamaan : ms (hv - hf)

hp =  (Severn, W.H : 140)

(970,3).(34,5)

Nilai 970,3 dan 34,5 adalah suatu penyesuaian pada penguapan 34,5 lb air/jam

dari air pada 212F (100C) menjadi uap kering pada 212F pada tekanan 1 atm ,

untuk kondisi demikian diperlukan entalpi penguapan sebesar 970,3 Btu/lb. (29364) (1204,9 – 970,3)

hp =  = 206 hp

(970,3) (34,5)

Penentuan heating surface boiler :

1 hp boiler horse power dibutuhkan 10 ft2 heating surface. (Severn, W.H : 140)

Utilitas --- VIII ~ 5

Kebutuhan air untuk pembuatan steam :

Air yang dibutuhkan diambil 20 % berlebih dari jumlah steam yang dibutuhkan untuk faktor keamanan.

Produksi steam = 29364 lb/jam

Kebutuhan air = 1,2 x 29364 lb/jam = 35237 lb/jam = 845688 lb/hari

 air : 62.43 lb/cuftmaka volume air = 13547 cuft/hari = 384 m3/hari

Air kondensat dari hasil pemanasan direcycle kembali ke boiler. Dianggap kehilangan air kondensat = 20%, maka air yang ditambahkan sebagai make-up

water adalah = 0,2 x 384  77 m3/hari

Spesifikasi :

Kapasitas boiler : 6889 KiloBtu/jam

Tipe : Water tube boiler (tekanan steam > 10 atm)

Heating surface : 2060 ft2

Rate steam : 29364 lb/jam

Efisiensi boiler : 92%

Bahan bakar : Petroleum Oil 33API (Diesel Oil)

Rate bahan bakar : 393 lb/jam

Jumlah : 1 buah

VIII.2. Unit Penyediaan Air

Air di dalam pabrik memegang peranan penting dan harus memenuhi persyaratan tertentu yang disesuaikan dengan masing-masing keperluan di dalam pabrik. Penyediaan air untuk pabrik ini direncanakan dari air tanah.

Air tanah sebelum masuk ke dalam bak penampung, dilakukan penyaringan lebih dahulu dengan maksud untuk menghilangkan kotoran yang bersifat makro dengan jalan memasang sekat-sekat kayu agar kotoran tersebut terhalang dan tidak ikut masuk ke dalam tangki penampung (reservoir). Dari tangki penampung kemudian dilakukan pengolahan (dalam unit water treatment). Untuk menghemat pemakaian air, maka diadakan sirkulasi.

Air dalam pabrik ini dipakai untuk : 1. Air Sanitasi

2. Air umpan boiler 3. Air pendingin

VIII.2.1. Air Sanitasi

Air sanitasi untuk keperluan minum, masak, cuci, mandi dan sebagainya. Berdasarkan S.K. Gubernur Jatim No.413/1987 , baku mutu air baku harian :

Parameter Satuan S.K. Gubernur

Suhu oC Suhu air normal (25-30oC)

Kekeruhan Skala NTU

Warna Unit Pt-Co

SS Ppm

pH 6 - 8,5

Alkalinitas ppm CaCO3

CO2 bebas ppm CO2

DO ppm O2 > = 4

Nitrit ppm NO2 Nihil

Utilitas --- VIII ~ 7

Tembaga ppm Cu 1

Fosfat ppm PO4

Sulfida ppm H2S Nihil

Besi ppm Fe 5

Krom heksafalen ppm Cr 0,05

Mangan ppm Mn 0,5

Seng ppm Zn 5

Timbal ppm Pb 0,1

COD ppm O2 10

Detergen ppm MBAS 0,5

Kebutuhan air sanitasi untuk pabrik ini adalah untuk :

- Karyawan, asumsi kebutuhan air untuk karyawan = 15 liter/hari per orang = 15 liter/hari per orang x 194 orang  4 m3/hari

- Keperluan Laboratorium = 20 m3/hari

- Untuk menyiram kebun dan kebersihan pabrik = 10 m3/hari

- Cadangan / lain-lainnya = 6 m3/hari

 +

Total kebutuhan air sanitasi = 40 m3/hari

VIII.2.2. Air Umpan Boiler

Air ini dipergunakan untuk menghasilkan steam di dalam boiler. Air umpan boiler harus memenuhi persyaratan yang sangat ketat, karena kelangsungan operasi boiler sangat bergantung pada kondisi air umpannya.

Beberapa persyaratan yang harus dipenuhi antara lain :

a. Bebas dari zat penyebab korosi, seperti asam, gas-gas terlarut.

b. Bebas dari zat penyebab kerak yang disebabkan oleh kesadahan yang tinggi,

yang biasanya berupa garam-garam karbonat dan silika.

c. Bebas dari zat penyebab timbulnya buih (busa) seperti zat-zat organik,

anorganik dan minyak.

d. Kandungan logam dan impuritis seminimal mungkin.

e.

VIII.2.3. Air Pendingin

Untuk kelancaran dan efisiensi kerja dari air pendingin, maka perlu diperhatikan persyaratan untuk air pendingin dan air umpan boiler : (Lamb : 302)

Kadar maximum (ppm) Karekteristik

Air Boiler Air Pendingin

Silica 0,7 50

Aluminum 0,01

-Iron 0,05

-Manganese 0,01

-Calcium - 200

Sulfate - 680

Chloride - 600

Dissolved Solid 200 1000

Suspended Solid 0,5 5000

Hardness 0,07 850

Alkalinity 40 500

Untuk menghemat air, maka air pendingin yang telah digunakan didinginkan kembali dalam cooling tower, sehingga perlu sirkulasi air pendingin, maka disediakan pengganti sebanyak 20% kebutuhan. Kebutuhan air pendingin :

No. Nama Alat Kode Alat CW (kg/jam) CW (lb/jam)

1 COOLER - 1 ( E - 142 ) 5840 12875

2 CONDENSER ( E - 211 ) 7968 17567

3 GUARD BED ( D - 230 ) 5014 11054

4 COOLER - 2 ( E - 244 ) 5899 13005

54501

Kebutuhan air pendingin total = 54501 lb/jam

Utilitas --- VIII ~ 9

COOLING TOWER (P – 283)

Fungsi : Mendinginkan air pendingin yang sudah terpakai.

Untuk keperluan ini digunakan cooling tower dengan spesifikasi sebagai berikut :

Kapasitas = 54501 lb/jam = 593 m3/hari = 593000 lt/hari = 412 lt/mnt

T air masuk pada cooling tower = T1 = 45C (average)

T air keluar cooling tower = T2 = 30C (fixed)

Perbedaan suhu = 45C – 30C = 15C

Berdasarkan perbedaan suhu (15C) dan flow rate (412 lt/mnt), dari tabel

spesifikasi Liang Chi Industry Co.Ltd., dipilih cooling tower model LBC-40

Spesifikasi :

Nama : Liang Chi Cooling tower

Tipe : LBC-40

Maksimum Flow Rate : 520 lt/mnt

Fan motor : 2,0 hp

Fan diameter : 0,97 m

Diameter : 1,76 m

Tinggi : 1,93 m

Electrical Supply : 380V / 50 Hz – 3 phase

Jumlah : 1 buah

Contoh perhitungan harga alat ( Ulrich dan Peters ) :

Nama Alat : TANGKI MINYAK PELUMAS BEKAS

Fungsi : menampung minyak pelumas bekas dari supplier Type : atmospheric tank

Dasar pemilihan : sesuai untuk bahan

dengan memplotkan volume tangki pada fig.12-57 (Peters), didapat : Harga tahun 2002 : $ 5100

Harga tahun 2010 : $ 5100 x 390,4 418,2

= $ 5464

Berikut ini adalah daftar harga peralatan yang digunakan dalam proses dan utilitas Tabel D.2. Daftar harga peralatan proses

NO KODE NAMA ALAT Harga/Unit

US($) Unit

Harga US($)

1 ( F - 110 ) TANGKI MINYAK PELUMAS

BEKAS 5464 2 10928

2 ( L - 111 ) POMPA - 1 3643 1 3643

3 ( H - 120 ) SCREW PRESS 7124 1 7124

4 ( L - 121 ) POMPA - 2 3643 1 3643

5 ( V - 130 ) EVAPORATOR 16068 1 16068

6 ( L - 131 ) POMPA - 3 3643 1 3643

7 ( Q - 140 ) HEAT SOAKER - 1 30905 1 30905

8 ( L - 141 ) POMPA - 4 3643 1 3643

9 ( E - 142 ) COOLER - 1 4724 1 4724

10 ( D - 210 ) KOLOM DISTILASI 57845 1 57845

11 ( E - 211 ) CONDENSER 4419 1 4419

12 ( F - 212 ) AKUMULATOR 857 1 857

13 ( L - 213 ) POMPA - 5 3643 1 3643

14 ( E - 214 ) REBOILER 4655 1 4655

15 ( L - 215 ) POMPA - 6 3643 1 3643

16 ( F - 216 ) TANGKI RESIDU 29458 2 58916

17 ( Q - 220 ) HEAT SOAKER - 2 29458 1 29458

18 ( L - 221 ) POMPA - 7 3643 1 3643

19 ( D - 230 ) GUARD BED 19818 2 39636

20 ( L - 231 ) POMPA - 8 3643 1 3643

22 ( G - 241 ) BLOWER 4151 2 8302

23 ( E - 242 ) HEATER 4735 1 4735

24 ( L - 243 ) POMPA - 9 3643 1 3643

25 ( E - 244 ) COOLER - 2 3926 1 3926

26 ( F - 310 ) TANGKI MINYAK PELUMAS 5356 2 10712

Total = 400.981

Tabel D.3. Daftar harga peralatan utilitas

NO KODE NAMA ALAT Harga/Unit

US($) Unit

Harga US($)

1 Unit BOILER SET 24156 1 24156

2 Unit GENERATOR SET 4285 2 8570

3 Unit TANGKI BAHAN BAKAR 2678 1 2678

4 Unit COOLING TOWER SET 1661 1 1661

5 Unit WATER TREATMENT PLANT :

(Floculation, Sedimentation, Filtration ,

Chlorination) 96408 1 96408

6 Unit DEMINERALIZER PLANT 38564 1 38564

7 Unit WASTE TREATMENT PLANT 24102 1 24102

Total = 196.139

Harga peralatan total = $ 400.981 + $ 196.139 = $ 597.120

= Rp. 5.971.200.000 (asumsi 1 $ = Rp. 10.000)

D.2. Gaji Karyawan Tabel D.4. Gaji Karyawan

No. J A B A T A N Jumlah Gaji (Rp. / Orang)

Jumlah ( Rupiah )

1 Direktur Utama 1 20.000.000 20.000.000

2 Sekretaris Direktur 3 6.000.000 18.000.000

3 Direktur Teknik dan Proses 1 16.000.000 16.000.000 4 Direktur Administrasi & Keuangan 1 16.000.000 16.000.000

5 Staff Ahli 4 10.000.000 40.000.000

6 Kepala Bagian Teknik 1 8.000.000 8.000.000 7 Kepala Bagian Produksi 1 8.000.000 8.000.000

9 Kepala Bagian Pemasaran 1 8.000.000 8.000.000 10 Kepala Bagian Keuangan 1 8.000.000 8.000.000 11 Kasi Pemeliharaan & Perbaikan 1 6.000.000 6.000.000 12 Kasi Utilitas dan Energi 1 6.000.000 6.000.000 13 Kasi Riset & Pengembangan 1 6.000.000 6.000.000 14 Kasi Produksi & Proses 1 6.000.000 6.000.000 15 Kasi Personalia & Kesejahteraan 1 6.000.000 6.000.000

16 Kasi Keamanan 1 6.000.000 6.000.000

17 Kasi Administrasi 1 6.000.000 6.000.000

18 Kasi Pemasaran & Penjualan 1 6.000.000 6.000.000

19 Kasi Gudang 1 6.000.000 6.000.000

20 Kasi Anggaran 1 6.000.000 6.000.000

21 Kasi Pembelian 1 6.000.000 6.000.000

22 Karyawan Bagian Proses (kepala) (Shift)

4 3.000.000 12.000.000 23 Karyawan Bagian Proses (regu)

(Shift)

40 2.000.000 80.000.000 24 Karyawan Bagian Laboratorium 6 2.000.000 12.000.000 25 Karyawan Bagian Utilitas & Energi

(Shift)

28 2.000.000 56.000.000 26 Karyawan Bagian Personalia 3 2.000.000 6.000.000 27 Karyawan Bagian Pemasaran 3 2.000.000 6.000.000 28 Karyawan Bagian Administrasi 3 2.000.000 6.000.000 29 Karyawan Bagian Pembelian 3 2.000.000 6.000.000 30 Karyawan Bagian Pemeliharaan 4 2.000.000 8.000.000 31 Karyawan Bagian Gudang 8 2.000.000 16.000.000 32 Karyawan Bagian Keamanan (Shift) 36 1.500.000 54.000.000 33 Karyawan Bagian Kebersihan 8 1.000.000 8.000.000

34 Supir 6 1.200.000 7.200.000

35 Pesuruh 8 1.000.000 8.000.000

36 Dokter 2 4.000.000 8.000.000

37 Perawat 6 1.800.000 10.800.000

Jumlah 194 520.000.000

Gaji Karyawan per Bulan Rp. 520.000.000

Gaji Karyawan per Tahun ( 13 bulan ) Rp. 6.760.000.000 (Tunjangan Hari Raya = gaji 1 bulan penuh)

D.3. Biaya Utilitas Air sanitasi

Kebutuhan air sanitasi = 40 M3/hari Harga air sanitasi (diolah sendiri) Rp. 300 per M3 Jumlah hari kerja per tahun = 365 hari

Biaya air sanitasi per tahun Rp. 4.380.000 Air Umpan Boiler

Kebutuhan air umpan boiler = 384 M3/hari Harga air umpan (diolah sendiri) Rp. 600 per M3 Jumlah hari kerja per tahun = 330 hari

Biaya air umpan boiler per tahun Rp. 76.032.000 Air Pendingin

Kebutuhan air pendingin = 593 M3/hari Harga air pendingin (diolah sendiri) Rp. 400 per M3 Jumlah hari kerja per tahun = 330 hari

Biaya air pendingin per tahun Rp. 78.276.000 Tawas (koagulan)

Kebutuhan Tawas = 6.812 tahun Harga tawas per kg Rp. 1.200 per kg

Biaya tawas per tahun Rp. 8.174.000 Chlorine liquid (disinfectan)

Kebutuhan chlorine liquid = 3.300 tahun Harga chlorine per kg Rp. 2.850 per kg

Biaya chlorine per tahun Rp. 9.405.000 Resin Kation - Anion

Kebutuhan resin kation-anion = 11,5 kg/hari Harga resin kation-anion Rp. 3.600 per M3 Jumlah hari kerja per tahun = 330 hari

Bahan Bakar (Diesel oil 33oAPI)

Kebutuhan bahan bakar = 255 lt/jam (1 hari 24 jam proses) = 6.120 lt/hari Harga bahan bakar Rp. 8.000 per lt Jumlah hari kerja per tahun = 330 hari

Biaya bahan bakar per tahun Rp. 16.156.800.000 Listrik (PLN)

Biaya Beban per kVA per bulan Rp. 30.000 kVA/bln Biaya Beban per tahun Rp. 360.000

Kebutuhan listrik alat proses = 289 kWh Kebutuhan listrik penerangan = 46 kWh Harga pemakaian per kWh Rp. 550 per kWh Biaya listrik alat proses per tahun Rp. 1.258.884.000 (330 hari) Biaya listrik penerangan per tahun Rp. 221.628.000 (365 hari)

Biaya listrik total per tahun Rp. 1.480.872.000 Total biaya utilitas per tahun Rp. 17.827.601.000

D.4. Bahan Baku dan Produk D.4.a. Bahan Baku

Minyak pelumas bekas

Kebutuhan bahan = 13.307,0000 kg/jam Harga beli per kg Rp. 2.200 per kg

Biaya pembelian per tahun Rp. 231.861.168.000 Aktif karbon

Kebutuhan bahan = 7.021,0000 kg/th Harga beli per kg Rp. 900 per kg

Aktif alumina

Kebutuhan bahan = 12.361,0000 kg/th Harga beli per kg Rp. 1.500 per kg

Biaya pembelian per tahun Rp. 18.542.000

Total biaya bahan baku per tahun Rp. 231.886.029.000

D.4.b. Produk

Minyak pelumas dasar

Produk yang dihasilkan = 7.575,9016 kg/jam = 60.001.141 kg/th Harga jual per kg Rp. 5.700 per kg

Hasil penjualan per tahun Rp. 342.006.503.700

Total harga jual produk per tahun Rp. 342.006.503.700

Biaya Pengemasan Produk Minyak pelumas dasar

Produk yang dihasilkan = 60.001.141 kg/th Densitas produk = 1,538 kg/lt

Volume produk = 39.012.446 lt/th

(Kemasan produk = drum 200 lt)

Kebutuhan drum per tahun = 195.063 drum/th Harga 1 buah drum Rp. 125.000

Biaya pengemasan produk per tahun Rp. 24.382.875.000

Biaya pengemasan total per tahun Rp. 24.382.875.000 Biaya pendukung (10% pengemasan) Rp. 2.438.288.000 Total biaya pengemasan per tahun Rp. 26.821.163.000