PRARANCANGAN PABRIK NITROBENZENA DARI BENZENA DAN ASAM CAMPUR DENGAN PROSES BATCH Prarancangan Pabrik Nitrobenzena Dari Benzena Dan Asam Campur Dengan Proses Batch Kapasitas 225.000 Ton/Tahun.
PRARANCANGAN PABRIK NITROBENZENA
DARI BENZENA DAN ASAM CAMPUR DENGAN PROSES BATCH
KAPASITAS 225.000 TON/TAHUN
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
Gelar Kesarjanaan Strata 1 Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Oleh :
Nani Purwasih
D500 080 001
Dosen Pembimbing :
1. Ir.Herry Purnama, M.T., Ph.D.
2. Muhammad Mujiburohman, S.T., M.T., Ph.D.
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
2016
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
Saya yang bertanda tanggan dibawah ini:
Nama
: Nani Purwasih
NIM
: D 500 080 001
Program studi
: S-1 Teknik Kimia
Judul tugas akhir
: Prarancangan Pabrik Nitrobenzena dari Benzene dan
Asam Campur dengan Proses Batch
Kapasitas 225.000 Ton/Tahun
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa skripsi yang saya buat ini, adalah hasil karya
saya sendiri, kecuali kutipan-kutipan dan ringkasan-ringkasan yang dirujuk dari
sumbernya.
Surakarta, Februari 2016
Penulis
iii
MOTTO
Rasulullah bersabda :”Tak ada yang dapat menolak takdir Allah selain
doa, dan tak ada yang dapat menambah umur selain perbuatan baik”.
(Hadits Riwayat Imam Tarmidzi)
Maka demi Tuhan langit dan bumi,sungguh apa yang dijanjikan itu
pasti terjadi seperti apa yang kamu ucapkan.
(QS.Az-Zariyat : 23)
Tunjukilah kami jalan yang lurus.
(Al-Fatihah ayat 6)
iv
PERSEMBAHAN
Segala puji syukur selalu tercurah kepadaMu Yaa Allah atas segala nikmat
karuniaMu penulis dappat menyelesaikan karya ini.
Tugas akhir ini kupersembahkan untuk:
1. Kedua orang tua ku, Ibu dan bapakku, Cinta dan kasih sayangmu selalu
menyejukkan hatiku,, Doa dan ridhomu memudahkan setiap langkah-langkah
perjuanganku,, Terimakasih telah membesarkan aku dengan penuh cinta dan
kasih sayang dan terimakasih juga atas segala pengorbananmu,, Semoga Allah
senantiasa bersamamu, Aamiin.
2. Keluarga besarku, terimakasih untuk semua dukungan, semangat, doa dan
perhatian kalian hingga hari ini, terimakasih untuk motivasinya agar aku cepat
lulus.
3. Partnerku Mgs Ahmad Idrus, terimakasih telah menjadi partner ku untuk
penelitian dan TPP, terimakasih untuk kesabaran, persahabatan, kerjasama dan
semua hal yang kita lalui bersama dalam perjuangan kita, semoga Allah selalu
menjaga dan melindungimu kawan.
v
ABSTRAK
Pabrik nitrobenzena dari benzena dan asam campur dengan proses batch
kapasitas 225.000 ton/tahun direncanakan beroperasi selama 330 hari per tahun.
Proses pembuatan nitrobenzena dari benzene dan asam campur dengan proses
batch,komposisi asam campur terdiri atas 50-60% H2SO4, 27-32% HNO3,
8-17% H2O.Temperatur reaksi adalah 50-55oC. Produk keluar nitrator dipisahkan di
dalam separator.
Produk nitrobenzena dinetralisai dengan NaOH dan untuk pemurnian
dilakukan dengan proses destilasi. Dengan memperhatikan beberapa faktor seperti
aspek penyediaan bahan baku, transportasi, tenaga kerja, utilitas, serta pemasaran,
maka lokasi pabrik yang cukup strategis adalah Gunung Sari Ulu,Balikpapan pada
tahun 2022. Unit pendukung proses didirikan untuk menunjang proses produksi yang
terdiri dari unit penyediaan air dan kebutuhan airnya adalah 1.216.995,71 kg/jam,
steam dan unit penyediaan steam adalah 4.980,30 kg/jam, tenaga listrik dan unit
penyediaan listrik adalah 70,8415 kW, penyediaan bahan bakar adalah 282,8651
m3/jam, serta unit pengolahan limbah. Agar mutu bahan baku dan kualitas produk
tetap terkendali, maka keberadaan laboratorium sangat diperlukan.
Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur
organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pada pembagian jam
kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non shift dengan jumlah karyawan 170
orang. Pabrik nitrobenzena ini menggunakan modal tetap sebesar Rp
3.200.516.066.390,00 dan modal kerja sebesar Rp. 269.249.398.001,92. Dari analisis
ekonomi terhadap pabrik ini menunjukkan keuntungan sebelum pajak Rp
499.322.419.513,81 per tahun setelah dipotong pajak 20% keuntungan mencapai Rp
124.830.604.878,45. ROI (Return On Investment) sebelum pajak untuk pabrik
sebelum pajak 20,05%, POT sebelum pajak 0,48 tahun,POT dan setelah pajak 2,03
tahun. BEP (Break Even Point) adalah 42,26% dan SDP (Shut Down Point) adalah
23,46 %. BEP untuk pabrik kimia pada umumnya berkisar antara 40% - 60%. DCP
(Discounted Cash Flow) adalah 25,60%. Dari perhitungan analisa ekonomi di atas
dapat disimpulkan bahwa pabrik nitrobenzena ini layak dan menarik untuk didirikan.
vi
Abstract
Plant nitrobenzene from benzene and acid mixed with a batch process
capacity of 225,000 tonnes / year is planned to operate for 330 days per year. The
process of making nitrobenzene from benzene and acid mixed with a batch process,
mixed acid composition consisting of 50-60% H2SO4, HNO3 27-32%, 8-17%
H2O.Temperatur reaction is 50-55oC. Products out nitrator separated in the separator.
Dinetralisai nitrobenzene products with NaOH and the purification is done
by a process of distillation. With regard to several factors such as aspects of the
supply of raw materials, transportation, labor, utilities, as well as marketing, then the
plant location is strategic enough Gunung Sari Ulu, Balikpapan in 2022. The unit was
established to support the process of supporting production process consists of a
water supply unit and its water was 1,216,995.71 kg / hour, steam and steam supply
unit is 4980.30 kg / hr, and the electric power supply unit is 70.8415 kW electricity,
supply of fuel is 282.8651 m3 / h, and waste processing unit. To get the quality of
raw materials and product quality under control, then the existence of the laboratory
is needed.
The shape of the company is a Limited Liability Company (PT) with line
and staff organizational structure. Systems based on the division of employees
working hours of employees shift and non-shift with the number of employees 170
people. The factory uses nitrobenzene Rp 3200516066390.00 fixed capital and
working capital of Rp. 269,249,398,001.92. From the economic analysis of this plant
demonstrates a profit before tax of Rp 499,322,419,513.81 per year after taxes 20%
profit reached Rp 124,830,604,878.45. ROI (Return On Investment) before tax for the
factory before tax of 20.05%, POT before tax of 0.48 years, POT and after tax of 2.03
years. BEP (Break Even Point) is 42.26% and SDP (Shut Down Point) is 23.46%.
BEP for chemical plants generally range between 40% - 60%. DCP (Discounted Cash
Flow) is 25.60%. Calculation of economic analysis can be concluded that the
nitrobenzene plant is feasible and attractive to set up.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas limpahan rahmat,
taufik dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan
judul “Prarancangan Pabrik Nitrobenzena dari Benzena dan Asam Campur dengan
Proses Bacth Kapasitas 225.000 ton/tahun ”.
Tugas Prarancangan Pabrik merupakan salah satu syarat yang wajib
ditempuh untuk menyelesaikan program strata 1 di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada
pihak-pihak yang telah memberikan dukungan, bimbingan, dan bantuan hingga
terselesaikannya laporan tugas akhir ini. Adapun pihak-pihak tersebut, antara lain:
1.
Rois Fatoni,S.T.,M.Sc.,Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia, Universitas
Muhammadiyah Surakarta
2.
Eni Budiyati, S.T., M.Eng., selaku koordinator tugas akhir
3.
Ir.Herry Purnama,M.T.,Ph.D sebagai dosen pembimbing I
4.
M.Mujibburohman,S.T.,M.T.,Ph.D sebagai dosen pembimbing II
5.
Seluruh dosen dan staff Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Penulis menyadari adanya keterbatasan dalam penyusunan tugas akhir ini.
Besar harapan penulis akan adanya saran dan kritik yang membangun guna
kesempurnaan tugas akhir ini. Penyusun berharap semoga laporan ini bermanfaat bagi
semua pihak yang membaca.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta,25 Februari 2016
Penulis
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL............................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN.............................................................................ii
PERNYATAAN KEASLIAN............................................................................iii
MOTTO ............................................................................................................. iv
PERSEMBAHAN ............................................................................................... v
ABSTRAK ......................................................................................................... vi
ABSTRACT ........................................................................................................vii
KATA PENGANTAR .....................................................................................viii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL .............................................................................................xii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN .....................................................................................
1.1.
Latar Belakang Pendirian Pabrik .......................................................... 1
1.2.
Kapasitas Pabrik ................................................................................... 2
1.3.
Lokasi Pabrik ........................................................................................ 5
1.4.
Tinjauan Pustaka .................................................................................. 7
1.4.1.
Macam-macam proses................................................................... 7
1.4.2.
Kegunaan produk ........................................................................ 10
1.4.3.
Sifat bahan baku dan produk ....................................................... 11
1.4.4.
Tinjauan proses secara umum ..................................................... 18
BAB II DESKRIPSI PROSES ..............................................................................
2.1.
Spesifikasi Bahan Baku, Bahan Pendukung dan Produk ................... 20
2.2.
Konsep Reaksi .................................................................................... 21
2.3.
Diagram Alir Proses ........................................................................... 25
2.4.
Neraca Massa ..................................................................................... 30
2.5.
Neraca Massa ..................................................................................... 33
ix
2.6.
Tata Letak Pabrik dan Peralatan ......................................................... 37
BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES .................................................
3.1.
Accumulator ....................................................................................... 44
3.2.
Condenser ........................................................................................... 45
3.3.
Dekanter ............................................................................................. 47
3.4.
Heat exchanger (HE).......................................................................... 48
3.5.
Mixer .................................................................................................. 51
3.6.
Menara Destilasi ................................................................................. 53
3.7.
Netralizer ........................................................................................... 55
3.8.
Pompa ................................................................................................. 56
3.9.
Reaktor ............................................................................................... 75
3.10. Reboiler .............................................................................................. 76
3.11. Tangki ................................................................................................. 78
BAB IV UNIT UTILITAS DAN LABORATORIUM .........................................
4.1.
Unit Utilitas ........................................................................................ 84
4.1.1.
Unit pengadaan air ...................................................................... 84
4.1.2.
Unit pengadaan steam ................................................................. 92
4.1.3.
Unit pengadaan Listrik ................................................................ 94
4.1.4.
Unit penyediaan bahan bakar ...................................................... 98
4.1.5.
Unit penyediaan tekanan ............................................................. 99
4.1.6.
Unit pengolahan limbah .............................................................. 99
4.2.
Laboratorium .................................................................................... 103
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN.............................................................
5.1.
Bentuk Perusahaan ........................................................................... 112
5.2.
Struktur Organisasi ........................................................................... 112
5.3.
Tugas dan Wewenang ...................................................................... 115
5.4.
Pembagian Kerja Karyawan ............................................................. 120
5.5.
Status Karyawan dan Pengupahan ................................................... 122
x
5.6.
Penggolongan Karyawan .................................................................. 123
5.7.
Kesejahteraan Sosial Karyawan ....................................................... 124
BAB VI ANALISA EKONOMI ...........................................................................
6.1.
Total Capital Investment .................................................................. 132
6.2.
Working Capital ............................................................................... 133
6.3.
Manufacturing Cost .......................................................................... 133
6.4.
General Expenses ............................................................................. 134
6.4.
Analisa Kelayakan ............................................................................ 134
BAB VII KESIMPULAN .....................................................................................
Kesimpulan…………………………………………………………………...139
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 1
Tabel 2
Tabel 3
Tabel 4
Tabel 5
Tabel 6
Tabel 7
Tabel 8
Tabel 9
Tabel 10
Tabel 11
Tabel 12
Tabel 13
Tabel 14
Tabel 15
Tabel 16
Tabel 17
Tabel 18
Tabel 19
Tabel 20
Tabel 21
Tabel 22
Tabel 23
Tabel 24
Tabel 25
Tabel 26
Tabel 27
Tabel 28
Tabel 29
Tabel 30
Tabel 31
Tabel 32
Tabel 33
Tabel 34
Tabel 35
Data kebutuhan nitrobenzene di Indonesia ............................................. 2
Data Pabrik nitrobenzene di dunia ....................................................... 4
Perbandingan pada proses nitrobenzena................................................. 9
Harga ΔHof Masing-Masing Komponen ............................................. 23
Komponen yang Ada Ditiap Arus ....................................................... 30
Neraca Massa di Sekitar Mixer (M-01) ................................................ 31
Neraca Massa di Sekitar Reaktor ........................................................ 31
Neraca Massa di Sekitar Dekanter-01 (Dc-01) ..................................... 31
Neraca Massa di Sekitar Menara Distilasi (MD-01).............................. 32
Neraca Massa di Sekitar Netralizer (Nt-01) ......................................... 32
Neraca Massa di Sekitar Dekanter-02 (Dc-02) ..................................... 32
Neraca Massa di Sekitar Menara Distilasi (MD-02).............................. 33
Neraca Massa Total ........................................................................... 33
Neraca Panas di Sekitar Mixer (M-01) ............................................... 33
Neraca Panas di Sekitar Reaktor Neraca Panas di Decanter .................. 34
Neraca Panas di Sekitar Dekanter-01 (Dc-01) ...................................... 34
Neraca Panas di Sekitar Menara Distilasi (MD-01) .............................. 35
Neraca Panas di Sekitar Netralizer (Nt-01) .......................................... 35
Neraca Panas di Sekitar Dekanter-02 (Dc-02) ...................................... 35
Neraca Panas di Sekitar Menara Distilasi (MD-02) .............................. 36
Neraca Panas di Sekitar Heat Exchanger (HE-01) ................................ 36
Neraca Panas di Sekitar Heat Exchanger (HE-02) ................................ 36
Neraca Panas di Sekitar Heat Exchanger (HE-03) ................................ 37
Perincian Luas Tanah Bangunan Pabrik ............................................ 39
Daftar Kebutuhan Air Pendingin ......................................................... 90
Daftar Kebutuhan Steam Jenuh .......................................................... 91
Konsumsi Listrik Untuk Keperluan Proses .......................................... 95
Konsumsi Listrik untuk Unit Pendukung Proses (utilitas) ..................... 96
Jadwal pembagian kelompok shift ..................................................... 121
Jumlah karyawan dan kualifikasi ...................................................... 123
Harga Bahan Baku ........................................................................... 130
Cost Index Chemical plant................................................................ 131
Total Fixed Capital Investment ......................................................... 133
Working Capital .............................................................................. 133
Manufacturing Cost ......................................................................... 133
xii
Tabel 36
Tabel 37
Tabel 38
Tabel 39
General Expenses ............................................................................ 134
Fixed Cost ....................................................................................... 136
Variable Cost .................................................................................. 136
Regulated Cost ................................................................................ 136
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1
Gambar 2
Gambar 3
Gambar 4
Gambar 5
Gambar 6
Gambar 7
Gambar 8
Gambar 9
Prediksi kebutuhan nitrobenzena di Indonesia ................................... 3
Diagram Alir Kualitatif.................................................................. 28
Diagram Alir Kuantitatif ................................................................ 29
Diagram Alir Neraca Massa ........................................................... 30
Tata Letak Pabrik .......................................................................... 41
Tata Letak Peralatan ...................................................................... 43
Struktur Organisasi Perusahaan .................................................... 126
Hubungan Tahun dengan Cost Index ............................................ 131
Grafik Analisis Ekonomi ............................................................. 138
xiv
DARI BENZENA DAN ASAM CAMPUR DENGAN PROSES BATCH
KAPASITAS 225.000 TON/TAHUN
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
Gelar Kesarjanaan Strata 1 Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Oleh :
Nani Purwasih
D500 080 001
Dosen Pembimbing :
1. Ir.Herry Purnama, M.T., Ph.D.
2. Muhammad Mujiburohman, S.T., M.T., Ph.D.
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
2016
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
Saya yang bertanda tanggan dibawah ini:
Nama
: Nani Purwasih
NIM
: D 500 080 001
Program studi
: S-1 Teknik Kimia
Judul tugas akhir
: Prarancangan Pabrik Nitrobenzena dari Benzene dan
Asam Campur dengan Proses Batch
Kapasitas 225.000 Ton/Tahun
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa skripsi yang saya buat ini, adalah hasil karya
saya sendiri, kecuali kutipan-kutipan dan ringkasan-ringkasan yang dirujuk dari
sumbernya.
Surakarta, Februari 2016
Penulis
iii
MOTTO
Rasulullah bersabda :”Tak ada yang dapat menolak takdir Allah selain
doa, dan tak ada yang dapat menambah umur selain perbuatan baik”.
(Hadits Riwayat Imam Tarmidzi)
Maka demi Tuhan langit dan bumi,sungguh apa yang dijanjikan itu
pasti terjadi seperti apa yang kamu ucapkan.
(QS.Az-Zariyat : 23)
Tunjukilah kami jalan yang lurus.
(Al-Fatihah ayat 6)
iv
PERSEMBAHAN
Segala puji syukur selalu tercurah kepadaMu Yaa Allah atas segala nikmat
karuniaMu penulis dappat menyelesaikan karya ini.
Tugas akhir ini kupersembahkan untuk:
1. Kedua orang tua ku, Ibu dan bapakku, Cinta dan kasih sayangmu selalu
menyejukkan hatiku,, Doa dan ridhomu memudahkan setiap langkah-langkah
perjuanganku,, Terimakasih telah membesarkan aku dengan penuh cinta dan
kasih sayang dan terimakasih juga atas segala pengorbananmu,, Semoga Allah
senantiasa bersamamu, Aamiin.
2. Keluarga besarku, terimakasih untuk semua dukungan, semangat, doa dan
perhatian kalian hingga hari ini, terimakasih untuk motivasinya agar aku cepat
lulus.
3. Partnerku Mgs Ahmad Idrus, terimakasih telah menjadi partner ku untuk
penelitian dan TPP, terimakasih untuk kesabaran, persahabatan, kerjasama dan
semua hal yang kita lalui bersama dalam perjuangan kita, semoga Allah selalu
menjaga dan melindungimu kawan.
v
ABSTRAK
Pabrik nitrobenzena dari benzena dan asam campur dengan proses batch
kapasitas 225.000 ton/tahun direncanakan beroperasi selama 330 hari per tahun.
Proses pembuatan nitrobenzena dari benzene dan asam campur dengan proses
batch,komposisi asam campur terdiri atas 50-60% H2SO4, 27-32% HNO3,
8-17% H2O.Temperatur reaksi adalah 50-55oC. Produk keluar nitrator dipisahkan di
dalam separator.
Produk nitrobenzena dinetralisai dengan NaOH dan untuk pemurnian
dilakukan dengan proses destilasi. Dengan memperhatikan beberapa faktor seperti
aspek penyediaan bahan baku, transportasi, tenaga kerja, utilitas, serta pemasaran,
maka lokasi pabrik yang cukup strategis adalah Gunung Sari Ulu,Balikpapan pada
tahun 2022. Unit pendukung proses didirikan untuk menunjang proses produksi yang
terdiri dari unit penyediaan air dan kebutuhan airnya adalah 1.216.995,71 kg/jam,
steam dan unit penyediaan steam adalah 4.980,30 kg/jam, tenaga listrik dan unit
penyediaan listrik adalah 70,8415 kW, penyediaan bahan bakar adalah 282,8651
m3/jam, serta unit pengolahan limbah. Agar mutu bahan baku dan kualitas produk
tetap terkendali, maka keberadaan laboratorium sangat diperlukan.
Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur
organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pada pembagian jam
kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non shift dengan jumlah karyawan 170
orang. Pabrik nitrobenzena ini menggunakan modal tetap sebesar Rp
3.200.516.066.390,00 dan modal kerja sebesar Rp. 269.249.398.001,92. Dari analisis
ekonomi terhadap pabrik ini menunjukkan keuntungan sebelum pajak Rp
499.322.419.513,81 per tahun setelah dipotong pajak 20% keuntungan mencapai Rp
124.830.604.878,45. ROI (Return On Investment) sebelum pajak untuk pabrik
sebelum pajak 20,05%, POT sebelum pajak 0,48 tahun,POT dan setelah pajak 2,03
tahun. BEP (Break Even Point) adalah 42,26% dan SDP (Shut Down Point) adalah
23,46 %. BEP untuk pabrik kimia pada umumnya berkisar antara 40% - 60%. DCP
(Discounted Cash Flow) adalah 25,60%. Dari perhitungan analisa ekonomi di atas
dapat disimpulkan bahwa pabrik nitrobenzena ini layak dan menarik untuk didirikan.
vi
Abstract
Plant nitrobenzene from benzene and acid mixed with a batch process
capacity of 225,000 tonnes / year is planned to operate for 330 days per year. The
process of making nitrobenzene from benzene and acid mixed with a batch process,
mixed acid composition consisting of 50-60% H2SO4, HNO3 27-32%, 8-17%
H2O.Temperatur reaction is 50-55oC. Products out nitrator separated in the separator.
Dinetralisai nitrobenzene products with NaOH and the purification is done
by a process of distillation. With regard to several factors such as aspects of the
supply of raw materials, transportation, labor, utilities, as well as marketing, then the
plant location is strategic enough Gunung Sari Ulu, Balikpapan in 2022. The unit was
established to support the process of supporting production process consists of a
water supply unit and its water was 1,216,995.71 kg / hour, steam and steam supply
unit is 4980.30 kg / hr, and the electric power supply unit is 70.8415 kW electricity,
supply of fuel is 282.8651 m3 / h, and waste processing unit. To get the quality of
raw materials and product quality under control, then the existence of the laboratory
is needed.
The shape of the company is a Limited Liability Company (PT) with line
and staff organizational structure. Systems based on the division of employees
working hours of employees shift and non-shift with the number of employees 170
people. The factory uses nitrobenzene Rp 3200516066390.00 fixed capital and
working capital of Rp. 269,249,398,001.92. From the economic analysis of this plant
demonstrates a profit before tax of Rp 499,322,419,513.81 per year after taxes 20%
profit reached Rp 124,830,604,878.45. ROI (Return On Investment) before tax for the
factory before tax of 20.05%, POT before tax of 0.48 years, POT and after tax of 2.03
years. BEP (Break Even Point) is 42.26% and SDP (Shut Down Point) is 23.46%.
BEP for chemical plants generally range between 40% - 60%. DCP (Discounted Cash
Flow) is 25.60%. Calculation of economic analysis can be concluded that the
nitrobenzene plant is feasible and attractive to set up.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas limpahan rahmat,
taufik dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan
judul “Prarancangan Pabrik Nitrobenzena dari Benzena dan Asam Campur dengan
Proses Bacth Kapasitas 225.000 ton/tahun ”.
Tugas Prarancangan Pabrik merupakan salah satu syarat yang wajib
ditempuh untuk menyelesaikan program strata 1 di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada
pihak-pihak yang telah memberikan dukungan, bimbingan, dan bantuan hingga
terselesaikannya laporan tugas akhir ini. Adapun pihak-pihak tersebut, antara lain:
1.
Rois Fatoni,S.T.,M.Sc.,Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia, Universitas
Muhammadiyah Surakarta
2.
Eni Budiyati, S.T., M.Eng., selaku koordinator tugas akhir
3.
Ir.Herry Purnama,M.T.,Ph.D sebagai dosen pembimbing I
4.
M.Mujibburohman,S.T.,M.T.,Ph.D sebagai dosen pembimbing II
5.
Seluruh dosen dan staff Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Penulis menyadari adanya keterbatasan dalam penyusunan tugas akhir ini.
Besar harapan penulis akan adanya saran dan kritik yang membangun guna
kesempurnaan tugas akhir ini. Penyusun berharap semoga laporan ini bermanfaat bagi
semua pihak yang membaca.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta,25 Februari 2016
Penulis
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL............................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN.............................................................................ii
PERNYATAAN KEASLIAN............................................................................iii
MOTTO ............................................................................................................. iv
PERSEMBAHAN ............................................................................................... v
ABSTRAK ......................................................................................................... vi
ABSTRACT ........................................................................................................vii
KATA PENGANTAR .....................................................................................viii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL .............................................................................................xii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN .....................................................................................
1.1.
Latar Belakang Pendirian Pabrik .......................................................... 1
1.2.
Kapasitas Pabrik ................................................................................... 2
1.3.
Lokasi Pabrik ........................................................................................ 5
1.4.
Tinjauan Pustaka .................................................................................. 7
1.4.1.
Macam-macam proses................................................................... 7
1.4.2.
Kegunaan produk ........................................................................ 10
1.4.3.
Sifat bahan baku dan produk ....................................................... 11
1.4.4.
Tinjauan proses secara umum ..................................................... 18
BAB II DESKRIPSI PROSES ..............................................................................
2.1.
Spesifikasi Bahan Baku, Bahan Pendukung dan Produk ................... 20
2.2.
Konsep Reaksi .................................................................................... 21
2.3.
Diagram Alir Proses ........................................................................... 25
2.4.
Neraca Massa ..................................................................................... 30
2.5.
Neraca Massa ..................................................................................... 33
ix
2.6.
Tata Letak Pabrik dan Peralatan ......................................................... 37
BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES .................................................
3.1.
Accumulator ....................................................................................... 44
3.2.
Condenser ........................................................................................... 45
3.3.
Dekanter ............................................................................................. 47
3.4.
Heat exchanger (HE).......................................................................... 48
3.5.
Mixer .................................................................................................. 51
3.6.
Menara Destilasi ................................................................................. 53
3.7.
Netralizer ........................................................................................... 55
3.8.
Pompa ................................................................................................. 56
3.9.
Reaktor ............................................................................................... 75
3.10. Reboiler .............................................................................................. 76
3.11. Tangki ................................................................................................. 78
BAB IV UNIT UTILITAS DAN LABORATORIUM .........................................
4.1.
Unit Utilitas ........................................................................................ 84
4.1.1.
Unit pengadaan air ...................................................................... 84
4.1.2.
Unit pengadaan steam ................................................................. 92
4.1.3.
Unit pengadaan Listrik ................................................................ 94
4.1.4.
Unit penyediaan bahan bakar ...................................................... 98
4.1.5.
Unit penyediaan tekanan ............................................................. 99
4.1.6.
Unit pengolahan limbah .............................................................. 99
4.2.
Laboratorium .................................................................................... 103
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN.............................................................
5.1.
Bentuk Perusahaan ........................................................................... 112
5.2.
Struktur Organisasi ........................................................................... 112
5.3.
Tugas dan Wewenang ...................................................................... 115
5.4.
Pembagian Kerja Karyawan ............................................................. 120
5.5.
Status Karyawan dan Pengupahan ................................................... 122
x
5.6.
Penggolongan Karyawan .................................................................. 123
5.7.
Kesejahteraan Sosial Karyawan ....................................................... 124
BAB VI ANALISA EKONOMI ...........................................................................
6.1.
Total Capital Investment .................................................................. 132
6.2.
Working Capital ............................................................................... 133
6.3.
Manufacturing Cost .......................................................................... 133
6.4.
General Expenses ............................................................................. 134
6.4.
Analisa Kelayakan ............................................................................ 134
BAB VII KESIMPULAN .....................................................................................
Kesimpulan…………………………………………………………………...139
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 1
Tabel 2
Tabel 3
Tabel 4
Tabel 5
Tabel 6
Tabel 7
Tabel 8
Tabel 9
Tabel 10
Tabel 11
Tabel 12
Tabel 13
Tabel 14
Tabel 15
Tabel 16
Tabel 17
Tabel 18
Tabel 19
Tabel 20
Tabel 21
Tabel 22
Tabel 23
Tabel 24
Tabel 25
Tabel 26
Tabel 27
Tabel 28
Tabel 29
Tabel 30
Tabel 31
Tabel 32
Tabel 33
Tabel 34
Tabel 35
Data kebutuhan nitrobenzene di Indonesia ............................................. 2
Data Pabrik nitrobenzene di dunia ....................................................... 4
Perbandingan pada proses nitrobenzena................................................. 9
Harga ΔHof Masing-Masing Komponen ............................................. 23
Komponen yang Ada Ditiap Arus ....................................................... 30
Neraca Massa di Sekitar Mixer (M-01) ................................................ 31
Neraca Massa di Sekitar Reaktor ........................................................ 31
Neraca Massa di Sekitar Dekanter-01 (Dc-01) ..................................... 31
Neraca Massa di Sekitar Menara Distilasi (MD-01).............................. 32
Neraca Massa di Sekitar Netralizer (Nt-01) ......................................... 32
Neraca Massa di Sekitar Dekanter-02 (Dc-02) ..................................... 32
Neraca Massa di Sekitar Menara Distilasi (MD-02).............................. 33
Neraca Massa Total ........................................................................... 33
Neraca Panas di Sekitar Mixer (M-01) ............................................... 33
Neraca Panas di Sekitar Reaktor Neraca Panas di Decanter .................. 34
Neraca Panas di Sekitar Dekanter-01 (Dc-01) ...................................... 34
Neraca Panas di Sekitar Menara Distilasi (MD-01) .............................. 35
Neraca Panas di Sekitar Netralizer (Nt-01) .......................................... 35
Neraca Panas di Sekitar Dekanter-02 (Dc-02) ...................................... 35
Neraca Panas di Sekitar Menara Distilasi (MD-02) .............................. 36
Neraca Panas di Sekitar Heat Exchanger (HE-01) ................................ 36
Neraca Panas di Sekitar Heat Exchanger (HE-02) ................................ 36
Neraca Panas di Sekitar Heat Exchanger (HE-03) ................................ 37
Perincian Luas Tanah Bangunan Pabrik ............................................ 39
Daftar Kebutuhan Air Pendingin ......................................................... 90
Daftar Kebutuhan Steam Jenuh .......................................................... 91
Konsumsi Listrik Untuk Keperluan Proses .......................................... 95
Konsumsi Listrik untuk Unit Pendukung Proses (utilitas) ..................... 96
Jadwal pembagian kelompok shift ..................................................... 121
Jumlah karyawan dan kualifikasi ...................................................... 123
Harga Bahan Baku ........................................................................... 130
Cost Index Chemical plant................................................................ 131
Total Fixed Capital Investment ......................................................... 133
Working Capital .............................................................................. 133
Manufacturing Cost ......................................................................... 133
xii
Tabel 36
Tabel 37
Tabel 38
Tabel 39
General Expenses ............................................................................ 134
Fixed Cost ....................................................................................... 136
Variable Cost .................................................................................. 136
Regulated Cost ................................................................................ 136
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1
Gambar 2
Gambar 3
Gambar 4
Gambar 5
Gambar 6
Gambar 7
Gambar 8
Gambar 9
Prediksi kebutuhan nitrobenzena di Indonesia ................................... 3
Diagram Alir Kualitatif.................................................................. 28
Diagram Alir Kuantitatif ................................................................ 29
Diagram Alir Neraca Massa ........................................................... 30
Tata Letak Pabrik .......................................................................... 41
Tata Letak Peralatan ...................................................................... 43
Struktur Organisasi Perusahaan .................................................... 126
Hubungan Tahun dengan Cost Index ............................................ 131
Grafik Analisis Ekonomi ............................................................. 138
xiv