PRARANCANGAN PABRIK ETHYLENE GLYCOL DARI ETHYLENE OXIDE DAN AIR KAPASITAS 90.000 TON/TAHUN (Perancangan Reaktor (R-201))

PRARANCANGAN PABRIK

ETHYLENE GLYCOL

DARI

ETHYLENE OXIDE

DAN AIR

KAPASITAS 90.000 TON/TAHUN

(Perancangan Reaktor (R-201))

(Skripsi)

Oleh :

Yendra Natalis Maulana

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2012

PRARANCANGAN PABRIK

ETHYLENE GLYCOL

DARI

ETHYLENE OXIDE

DAN AIR KAPASITAS

90.000 TON/TAHUN

(Perancangan Reaktor (R-201))

Oleh

YENDRA NATALIS MAULANA

(Skripsi)

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar

Sarjana Teknik

Pada

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2012

ABSTRAK

PRARANCANGAN PABRIKETHYLENE GLYCOL

DARIETHYLENE OXIDEDAN AIR

KAPASITAS 90.000 TON/TAHUN (Perancangan Reaktor (R-201))

O l e h

Yendra Natalis Maulana

Kebutuhan Indonesia terhadap ethylene glycol (C2H4(OH)2), terutama sebagai bahan baku pada industri polyester cukup besar. Polyester yang merupakan senyawa polimer jenis thermoplastic ini digunakan sebagai bahan baku industri tekstil dan plastik.

Ethylene glycoldibuat dariethylene oxidedan air melalui proses hidrolisis di dalam reaktor fixed bed multitubular dengan bantuan katalis amberjet 4200 cl pada suhu 84,85 oC dan tekanan 11 atm dengan konversi 90 %. Pabrik ethylene glycol ini, akan didirikan di Cilegon Banten Provinsi Banten dan direncanakan memproduksi ethylene glycol sebanyak 90.000 ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun.

Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik berupa sistem pengolahan dan penyediaan air, sistem penyediaan steam, chilled ammonia, sistem penyediaan udara instrumen, dan sistem pembangkit tenaga listrik.

Analisa kelayakan prarancangan pabrikethylene glycolsebagai berikut :

Fixed Capital Investment(FCI) = Rp. 415.574.185.757

Working Capital Investment(WCI) = Rp. 73.336.621.016

Total Capital Investment(TCI) = Rp. 488.910.806.773

Break Even Point(BEP) = 33,33 %

Pay Out Time before Taxes(POT)b = 1,11 tahun

Pay Out Time after Taxes(POT)a = 1,35 tahun

Return on Investment before Taxes(ROI)b = 67,95 %

Return on Investment after Taxes(ROI)a = 54,36 %

Discounted Cash Flow(DCF) = 55,19 %

Shut Down Point(SDP) = 23,68 %

Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT), menggunakan struktur organisasiline and staff yang dipimpin oleh seorang direktur utama yang dibantu oleh direktur produksi dan direktur keuangan, dengan jumlah karyawan sebanyak 147 orang. Berdasarkan analisa kelayakan ekonomi, pendirian pabrik ethylene glycol selayaknya dapat dikaji lebih lanjut karena merupakan pabrik yang menguntungkan dan mempunyai prospek yang baik.

ABSTRACT

MANUFACTURE OF ETHYLENE GLYCOL FROM ETHYLENE OXIDE AND WATER

CAPACITY 90.000 TONS/YEAR (Design Reactor (R-201))

By

Yendra Natalis Maulana

The neecessity of Indonesia about ethylene glycol (C2H4(OH)2) , mainly as raw material in polyester industry is much enough. Polyester is polymer compound type thermoplastic, that is used as raw material in textile and pastic industry.

Ethylene glycol is made from ethylene oxide and water through hydrolysis process in fixed bed multitubular reactor by using catalyst amberjet 4200 cl in temperature 84,85 oC and pressure 11 atm with 90% conversion. This industry will be planted in the region of Cilegon in Banten Province, and will be planned produce 90.000 tons/year of ethylene glycol, in operating time 24 hours/day, 330 days/year.

The supplying requirements of utility plant are namely treatment system and water supply, steam supply systems, chilled ammonia, instrument air supply systems, and power generation systems.

Feasibility analysis manufacture of ethylene glycol are :

Fixed Capital Investment(FCI) = Rp. 415.574.185.757

Working Capital Investment(WCI) = Rp. 73.336.621.016

Total Capital Investment(TCI) = Rp. 488.910.806.773

Break Even Point(BEP) = 33,33 %

Pay Out Time before Taxes(POT)b = 1,11 tahun

Pay Out Time after Taxes(POT)a = 1,35 tahun

Return on Investment before Taxes(ROI)b = 67,95 %

Return on Investment after Taxes(ROI)a = 54,36 %

Discounted Cash Flow(DCF) = 55,19 %

Shut Down Point(SDP) = 23,68 %

The type of company is Limited Liability Company (PT), which is using line and staff organizational structure, headed by a director who is assisted by the director of production and director of finance with amount of the official employee are 147 people. Consider the feasibility analisys of economic, establishment of ethylene glycol plant has to be studied further, because the plant is profitable and has good prospects.

iii

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI iii

DAFTAR TABEL v

DAFTAR GAMBAR vii

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik ... 1

1.2 Kegunaan Produk ... 3

1.3 Kapasitas Rancangan ... 4

1.3.1 Kebutuhan Pasar ... 4

1.3.2 Ketersediaan Bahan Baku ... 6

1.3.3 Kapasitas Pabrik Minimum ... 6

1.4 Lokasi Pabrik ... 7

1.4.1 Pemasaran Produk ... 7

1.4.2 Penyediaan Bahan Baku ... 9

1.4.3 Sarana Transportasi ... 10

1.4.4 Utilitas ... 10

1.4.5 Kebijaksanaan Pemerintah ... 11

1.4.6 Kondisi Tanah Dan Daerah ... 11

II. DESKRIPSI PROSES 2.1 Macam - macam Proses ... 12

2.2 Pemilihan Proses ... 14

2.3 Diagram Alir Proses ... 19

III. SPESIFIKASI BAHAN DAN PRODUK 3.1 Bahan Baku ... 23

3.2 Produk ... 26

IV. NERACA MASSA DAN ENERGI 4.1 Neraca Massa ... 29

4.2 Neraca Energi ... 35

V. SPESIFIKASI PERALATAN 5.1 Peralatan Proses ... 42

VI. UTILITAS 6.1 Unit Pendukung Proses ... 70

6.1.1 Unit Penyediaan Air ... 70

6.1.2 Unit PenyediaanSteam ... 88

6.1.3 Unit PenyediaanChiller ... 89

iv

6.1.5 Unit Penyediaan Bahan Bakar ... 92

6.1.6 Unit Penyediaan Udara tekan ... 92

6.2 Laboratorium ... 93

6.3 Instumentasi Dan Pengendalian Proses ... 96

VII. TATA LETAK DAN LOKASI PABRIK 7.1 Lokasi Pabrik ... 99

7.2 Tata Letak Pabrik ... 101

7.3 Prakiraan Areal Lingkungan ... 102

VIII SISTEM MANAJEMEN DAN ORGANISASI PERUSAHAAN 8.1 Bentuk Perusahaan ... 105

8.2 Deskripsi Jabatan ... 106

8.3 Hari Libur Karyawan ... 115

8.4 Jam Kerja ... 116

8.5 Sistem Pengupahan ... 119

8.6 Kesejahteraan Karyawan ... 122

8.7 Kesehatan dan Keselamatan Kerja ... 123

IX. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI 9.1 Investasi ... 126

9.2 Evaluasi Ekonomi ... 129

9.3 Angsuran Pinjaman ... 131

9.4 Discounted Cash Flow ... 131

X. SIMPULAN DAN SARAN 10.1 Simpulan ... 133

10.2 Saran ... 133 DAFTAR PUSTAKA

v

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1.1 Perkembangan ImporEthylene glycoldi Indonesia 5

1.2 KonsumenEthylene glycolIndonesia tahun 2008 8

2.2 Perbandingan Proses 19

4.1 Neraca Massa Reaktor (R-201) 30

4.2 Neraca MassaEvaporator(EV-201) 30

4.3 Neraca MassaDistillation Column(DC-301) 30

4.4 Neraca MassaCondensor (CD-301) 31

4.5 Neraca MassaReboiler(RB-301) 31

4.6 Neraca MassaDistillation Column(DC-302) 31

4.7 Neraca MassaCondensor (CD-302) 32

4.8 Neraca MassaReboiler(RB-302) 32

4.9 Neraca MassaDistillation Column(DC-303) 32

4.10 Neraca MassaCondensor (CD-303) 33

4.11 Neraca MassaReboiler(RB-303) 33

4.12 Neraca MassaEvaporator(EV-302) 33

4.13 Neraca MassaDistillation Column(DC-304) 34

4.14 Neraca MassaCondensor (CD-304) 34

4.15 Neraca MassaReboiler(RB-304) 34

4.16 Neraca Massa Mix Point (MP-102) 35

4.17 Neraca Massa Mix Point (MP-101) 35

4.18 Neraca Panas Mix Point (MP-102) 36

4.19 Neraca Panas Mix Point (MP-101) 36

4.20 Neraca Panas Heat Exchanger (MP-101) 36

4.21 Neraca Panas Reaktor (R-201) 37

4.22 Neraca Panas Evaporator (EV-301) 37

4.23 Neraca Panas Condenser (CD-301) 37

vi

4.25 Neraca Panas Heat Exchanger (HE-301) 38

4.26 Neraca Panas Distillation Column (DC-301) 38

4.27 Neraca Panas Distillation Column (DC-302) 38

4.28 Neraca Panas Distillation Column (DC-303) 38

4.29 Neraca Panas Evaporator (EV-302) 39

4.30 Neraca Panas Condensor (CD-305) 39

4.31 Neraca Panas Cooler (C-302) 39

4.32 Neraca Panas Cooler (C-303) 39

4.33 Neraca Panas Distillation Column (DC-304) 40

4.34 Neraca Panas Cooler (C-304) 40

4.35 Neraca Panas Cooler (C-305) 40

4.36 Neraca Panas Cooler (C-306) 40

6.1 Peralatan Yang Membutuhkan Pendingin 73

6.2 Peralatan Yang Membutuhkan Steam 77

6.3 Peralatan Yang Menggunakan Air Proses 80

6.4 Kebutuhan Air Pabrik 80

6.5 Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendali 98

6.6 Penyediaan Variabel Utama Proses 98

8.1 Siklus PergantianShiftdalam Satu Bulan 116

8.2 Jumlah Operator Proses dan Utilitas Berdasarkan Jenis Alat 119

6.4 Jumlah Karyawan 120

9.1 Fixed Capital Investment 126

9.2 Manufacturing Cost 127

9.3 General Expenses 128

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1.1 Prediksi Kenaikkan Jumlah ImporEthylene glycoldi

Indonesia 5

6.1 Cooling Tower 75

6.2 Diagram Cooling Water System 76

6.3 Daerator 79

6.4 Diagram Alir Pengolahan Air 81

6.5 Diagram Ammonia Refrigerant Sistem 90

7.1 Peta Kabupaten Banten 102

7.2 Tata Letak Pabrik 103

7.3 Tata Letak Alat Proses 104

8.1 Struktur Organisasi Perusahaan 124

9.1 Grafik Analisis Ekonomi 130

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Sukadana Lampung Timur, pada tanggal 27 November 1986, sebagai putra kedua dari empat bersaudara, dari pasangan Bapak Jauhari Yusuf dan Ibu Yanti Mala.

Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar Negri 2 Sukadana tahun 1999, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama KARTIKATAMA pada tahun 2002, dan Sekolah Menengah Atas KARTIKATAMA pada tahun 2005.

Pada tahun 2005, penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur Penerimaan Mahasiswa Kemampuan Akademik (PMKA) 2005.

Pada tahun 2011, penulis melakukan Kerja Praktek di P.T. Pupuk Sriwidjaja Palembang,dengan Tugas Khusus “Evaluasi Unjuk KerjaAmmonia converter (4-105-D)”. Selain itu, penulis melakukanpenelitian dengan judul “Pengaruh Variasi Temperatur dan Konsentrasi Substrat Pada Fermentasi Asam Laktat Dari Limbah Cair Kulit Nanas MenggunakanLactobacillus plantarum”.

Sebuah Karya kecilku....

Dengan segenap hati kupersembahkan tugas akhir ini kepada:

Allah SWT,

Atas kehendak-Nya semua ini ada

Atas rahmat-Nya semua ini aku dapatkan

Atas kekuatan dari-Nya aku bisa bertahan.

Orang tuaku sebagai tanda baktiku, terima kasih atas segalanya,

doa, kasih sayang, pengorbanan, dan keikhlasannya.

Ini hanyalah setitik balasan yang tidak bisa dibandingkan dengan

berjuta-juta pengorbanan dan kasih sayang

yang tidak pernah berakhir.

Kakak ku dan Adik-adik ku atas segalanya, kasih sayang dan doa.

Guru-guruku sebagai tanda hormatku,

terima kasih atas ilmu yang telah diberikan.

Serta tak lupa kupersembahkan kepada Almamaterku tercinta,

semoga kelak berguna dikemudian hari.

MOTTO

My obligation is not for success, but my obligation is to make

the effort.

SANWACANA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang Mahakuasa dan Maha Penyayang, atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga tugas akhir ini dengan judul “Prarancangan Pabrik Ethylene Glycol Dari Ethylene Oxide Dan Air Kapasitas Sembilan Puluh Ribu Ton Per Tahun” dapat diselesaikan dengan baik.

Tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat guna memperoleh derajat kesarjanaan (S-1) di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lampung.

Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari beberapa pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibu Panca Nugrahini F., S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung.

2. Ibu Dr. Elida Purba, S.T., M.Sc., selaku dosen pembimbing I, yang telah memberikan pengarahan, masukan, bimbingan, kritik dan saran selama penyelesaian tugas akhir. Semoga ilmu bermanfaat yang diberikan dapat berguna dikemudian hari.

3. Ibu Simparmin br. Ginting, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II, atas ilmu, saran, masukan dan pengertiannya dalam penyelesaian tugas akhir. 4. Ibu Panca Nugrahini F, S.T., M.T. dan Bapak Heri Rustamaji, S.T., M.Eng.,

selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan kritik, juga selaku dosen atas semua ilmu yang telah penulis dapatkan.

5. Seluruh Dosen Teknik Kimia Universitas Lampung, atas semua ilmu dan bekal masa depan yang akan selalu bermanfaat.

6. Keluargaku tercinta, Papa dan Mama, atas pengorbanan, doa, cinta dan kasih sayang yang selalu mengiringi disetiap langkahku. Kakak dan Adik-adik ku atas kasih sayang, doa, dukungan, kepercayaan, ketulusan, bantuan dan semangat. Semoga Allah yang Mahakuasa dan Maha Penyayang memberikan perlindungan dan Karunia-Nya.

7. Indri Febrian Esa Tika, selaku rekan seperjuangan tugas akhir dalam suka dan duka membantu penulis dalam penyelesaian laporan tugas akhir ini.

8. Teman-teman seperjuangan 2005 di Teknik Kimia Alfian, Akbar, Aji, Dicko, Harun, Doni, Falah, Mardi, Opik, Qori, Dana, Angga, Astri, Mala, Raras, Windi, Shelin, Apit, Widi 07, kakak-kakak angkatan beserta alumni dan adik-adik angkatan 2006-2011 yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Terimakasih atas bantuannya selama penulis menyelesaikan tugas akhir ini. 9. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.

Semoga Allah membalas semua kebaikan mereka terhadap penulis dan semoga skripsi ini berguna.

Bandar Lampung, Juli 2012 Penulis,

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik

Indonesia merupakan sebuah Negara yang sedang berkembang dimana sektor industri mengalami peningkatan. Namun, beberapa komoditas yang diperlukan masyarakat masih mengandalkan impor dari luar negeri dan mengakibatkan berkurangnya devisa negara. Untuk menanggulangi masalah ini, maka diperlukan pembangunan industri–industri baru yang memproduksi komoditas

impor untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri bahkan dapat diekspor.

Salah satu komoditas yang masih mengimpor dari luar negeri adalah ethylene glycol. Produk ini hanya diproduksi oleh satu produsen saja di Indonesia, yaitu PT Polychem Indonesia Tbk. dengan kapasitas produksi 210.000 ton per tahun. Sedangkan untuk mencukupi kebutuhan, kekurangan ethylene glycol diperoleh dengan mengimpor. Lima negara yang pasokannya paling besar adalah Arab Saudi, Singapura, Kuwait, Kanada, dan India.

2

Secara komersial, sebagian besar penggunaan ethylene glycol di Indonesia adalah sebagai bahan baku industri polyester (tekstil) yaitu sebesar 93 %. Sedangkan sisanya digunakan sebagai bahan baku tambahan pada pembuatan cat, cairan rem, solven, alkyn resin, tinta cetak, tinta bolpoin, foam stabilizer, kosmetika, dan bahan anti beku.

Salah satu proses yang digunakan untuk memproduksi ethylene glycol adalah proses hidrasi ethylene oxide. Bahan baku yang digunakan untuk proses ini adalah ethylene oxide dan air. Pabrik ethylene glycol dengan proses hidrasi

ethylene oxide tergolong dalam pabrik dengan tingkat resiko yang relatif rendah hingga menengah. Hal ini karena proses tersebut tidak banyak menangani bahan-bahan yang berbahaya maupun gas-gas dengan tekanan tinggi. Bahan-bahan yang ada di dalam alat tetap berada dalam fasa cair sehingga relatif lebih rendah resikonya. Faktor yang cukup berbahaya ialah sifat

ethylene glycolyang beracun dan mudah terbakar.

Berdasarkan kebijakan pemerintah dalam bidang investasi, pemerintah masih membuka kesempatan investasi bagi industri ethylene glycol di Indonesia. Hal ini terlihat dalam Daftar Negatif Investasi (DNI) yang tertuang dalam Keppres No. 54 tanggal 10 Juni 1993. Keppres tersebut menyebutkan bahwa ethylene glycol tidak termasuk dalam bidang industri tertutup bagi penanaman modal, sehingga investasinya masih terbuka untuk PMDN maupun PMA.

3

Berdasarkan pertimbangan di atas, maka pabrik ethylene glycoljenis polyester gradelayak didirikan di Indonesia dengan alasan sebagai berikut :

1. Kebutuhanethylene glycol jenispolyester grade sebesar 93 % dari total kebutuhanethylene glycoldi Indonesia.

2. Pendirian pabrik ethylene glycol dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri.

3. Menghemat devisa Negara. 4. Membuka lapangan kerja baru.

1.2 Kegunaan Produk

Aplikasiethylene glycol dalam industri, khususnya di Indonesia sebagian besar digunakan sebagai bahan baku industri polyester. Polyester yang merupakan senyawa polimer jenisthermoplasticini digunakan sebagai bahan baku industri tekstil dan plastik. Disamping dapat dibuat serat yang kemudian dipintal menjadi benang, juga bisa dibuat langsung menjadi benang filament untuk produk tekstil.

Polyesterini dapat juga dibentuk (dicetak) sebagai bahan molding seperti pada pembuatan botol plastik. EG yang mempunyai kandungan besi dan klorida tinggi digunakan sebagai kapasitor karena tekanan uapnya rendah, tidak korosif terhadap aluminium, dan bersifat elektrik.

4

Produk samping Di-ethylene glycol (DEG) digunakan sebagai resin organik sintesis, pendingin refrigator, industri unsaturated polyester resin (UPR), minyak rem, solven industri, dan sebagai bahan peledak. Tri-ethylene glycol

(TEG) digunakan sebagai pelarut karena mempunyai titik didih tinggi, sebagai sterilisasi pada tekanan atmosfer, sebagai medium untuk heat transfer, pengeringan gas alam dan pembersihan bahan kimia(Naveed, 2005 @docstoc.com).

1.3 Kapasitas Rancangan

Kapasitas produksi dari pabrik akan mempengaruhi perhitungan teknis maupun ekonomis dalam perancangan pabrik. Semakin besar kapasitas produksi maka kemungkinan keuntungan juga akan semakin besar. Faktor-faktor yang harus dipertimbangkan dalam menentukan kapasitas produksi antara lain :

1. Kebutuhan pasar

2. Ketersediaan bahan baku 3. Kapasitas minimum pabrik

1.3.1 Kebutuhan Pasar

Ethylene glycol merupakan bahan baku utama untuk pembuatan serat

polyester. Kebutuhan ethylene glycol di Indonesia selama ini terus mengalami peningkatan. Pemenuhan kebutuhanethylene glycoldalam negeri sampai saat ini dengan melakukan impor dari beberapa negara seperti Arab Saudi, Singapura, Kuwait, Kanada dan India dan beberapa negara lainnya. Hal ini dikarenakan produsen ethylene glycol di Indonesia hanya PT

5

Polychem Indonesia Tbk. dengan kapasitas produksi 210.000 ton per tahun, sehingga belum bisa memenuhi seluruh kebutuhan ethylene glycol dalam negeri. Perkembangan imporethylene glycol di Indonesia dapat dilihat pada tabel 1.1.

Tabel 1.1 Perkembangan ImporEthylene glycol di Indonesia

TAHUN IMPOR (KG)

2006 249.658.344

2007 247.638.995

2008 321.971.922

2009 319.940.264

2010 396.393.017

(Sumber : BPS, 2010)

Gambar 1.1 Prediksi Kenaikkan Jumlah ImporEthylene glycol

Di Indonesia

Prediksi kenaikan imporethylene glycoldi Indonesia menggunakan persamaan, y = 17767x3+ 4E+06x2+ 6E+06x + 2E+08, dengan x = tahun ke-. Berdasarkan data diatas, diambil sampai tahun 2016 atau tahun ke-11,

y = 177678x3_{+ 4E+06x}2_{+ 6E+06x +}

2E+08 R² = 0.9111

0 50,000,000 100,000,000 150,000,000 200,000,000 250,000,000 300,000,000 350,000,000 400,000,000 450,000,000

0 1 2 3 4 5 6

im p o r (K g ) tahun ke-Series1 Poly. (Series1)

6

sehingga jumlah impor pada tahun 2016 yaitu tahun ke-11 dapat di perkirakan dengan memasukkan nilai x = 11, sehingga diperoleh jumlah impor sebesar 753.837 ton.

1.3.2 Ketersediaan Bahan Baku

Bahan baku pembuatanethylene glycoladalahethylene oxidedan air. Pabrik

ethylene oxidehingga saat ini belum terdapat di Indonesia sehingga ethylene oxide diperoleh melalui impor dari negara China. Pabrik-pabrik penghasil

ethylene oxide di China yaitu Sinopec Zhenhai Refining & Chemical Company (ZRCC), Sinopec Shanghai Petrochemical Company Limited (SPC), Sinopec Yangzi Petrochemical Company Limited (SPC), CNOOC and Shell Petrochemicals Company Limited (CSPC) dll.

Kebutuhan bahan baku air dapat dipenuhi melalui pengolahan air sungai, air sumur artesis maupun air laut. Untuk wilayah Indonesia, ketersediaan air baku tersebut dapat dengan mudah dipenuhi dalam jumlah besar dan kontinyu.

1.3.3 Kapasitas pabrik minimum

Kapasitas pabrik ethylene glycol yang sudah beroperasi memiliki kapasitas 210.000 ton/tahun, pabrik ini dibagi menjadi dua plant, dimana plant pertama dengan kapasitas produksi 120.000 ton per tahun dan plant kedua 90.000 ton per tahun dan perkiraan impor ethylene glycol pada tahun 2016

7

sebesar 753.837 ton. Untuk mengurangi impor maka digunakan kapasitas minimal 11,94% dari 753.837 ton sehingga kapasitas pabrik sebesar 90.000 ton/tahun layak didirikan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan mengurangi ketergantungan impor.

1.4 LOKASI PABRIK

Penentuan lokasi pabrik sangat penting dalam menentukan keberhasilan dan kelangsungan produksi suatu pabrik. Ada beberapa alternatif lokasi yang dapat dipilih antara lain Purwakarta, Cilegon, dan Tangerang. Dari ketiga alternatif di atas, maka lokasi pabrikethylene glycolditetapkan di Krakatau Industrial Estate Cilegon (KIEC) propinsi Banten, dengan alasan sebagai berikut :

1.4.1 Pemasaran Produk

Untuk pemasaran produk perlu diperhatikan letak pabrik dengan pasar yang membutuhkan produk tersebut guna menekan biaya pendistribusian ke lokasi pasar dan waktu pengiriman. Produk ethylene glycol jenis polyester grade ditujukan terutama untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri.

Pabrik-pabrik yang memanfaatkan EG sebagai bahan bakunya antara lain pabrik Polyester staple fiber (PSF), Polyester filamint yarn (PFY), dan

Polyester terephtalat resin (PET) untuk membuat plastik, terutama botol dan film. EG juga digunakan sebagai bahan baku Nylon filament yarn (NFY),

8

samping Diethylene glycol (DEG) dimanfaatkan di industri Unsaturated polyester resin (UPR), minyak rem, dan industri solvent. Sedangkan produk samping Tri-ethyleneglycol (TEG) dipakai untuk pengeringan gas alam dan pembersihan bahan kimia.

Table 1.2 berikut menyajikan konsumen ethylene glycol Indonesia Tahun 2008.

Tabel 1.2 KonsumenEthylene glycolIndonesia Tahun 2008

Industri Produk Lokasi Propinsi

PT.Teijin Indonesia Fiber Co. PSF/PFY Tangerang Banten

PT. Susila Indah Fiber PSF/PFY Tangerang Banten

PT. Indonesia Toray Synthesics PSF/PFY Tangerang Banten

PT. Polyfin Canggih PSF/PFY Tangerang Banten

PT. Polysindo Eka Perkasa PSF/PFY Karawang Banten

PT. Indorama Synthetics PSF/PFY Purwakarta Banten

PT. Panasia Indosyntec PSF/PFY Bandung Jawa Barat

PT. ITS PSF/PFY/NFY Tangerang Banten

PT. Kukuh Manunggal Fiber Industries PSF Tangerang Banten

PT. Tri Rempoa Solo Synthetic Fact PSF Jakarta Jakarta

PT. Sungkyong Keris PFY Tangerang Banten

PT.KOHAP Indonesia PFY Tangerang Banten

PT. Vastec Prima Industries PFY Bandung Jawa Barat

PT. Central Filamen PFY Bandung Jawa Barat

PT. Polyfibre Industries PFY Sumedang Jawa Barat

PT. Polypet Karya Persada PET Resin Anyer Banten

9

Lanjutan Tabel 1.2 KonsumenEthylene glycolIndonesia Tahun 2008

Industri Produk Lokasi Propinsi

PT. Petnesia Resindo PET Resin Tangerang Banten

PT. INDORAMA SYNTHETIC PET Resin Purwakarta Jawa Barat

PT. Filamendo NFY Tangerang Banten

PT. Shinta Nylon Utama NFY Bekasi Jawa Barat

PT. Indaci NFY Purwakarta Jawa Barat

(Sumber : CIC No.421, 2008 dalam Basri, 2010)

Berdasarkan Tabel 1.2 terlihat bahwa sebagian besar industri yang menggunakan ethylene glycol sebagai bahan baku utamanya berada di Propinsi Banten. Sehingga Cilegon merupakan daerah yang sangat menguntungkan untuk pemasaran produk.

1.4.2 Penyediaan Bahan Baku

Sumber bahan baku merupakan faktor yang paling penting dalam pemilihan lokasi pabrik terutama pada pabrik yang mengkonsumsi bahan baku yang sangat besar. Hal ini dapat mengurangi biaya transportasi dan penyimpanan sehingga perlu diperhatikan harga bahan baku, jarak dari sumber bahan baku, biaya transportasi, ketersediaan bahan baku yang berkesinambungan dan penyimpanannya. Apabila bahan baku didapatkan dengan cara mengimpor maka yang harus diperhatikan adalah jarak pabrik ke pelabuhan.

Bahan baku pembuatan ethylene glycol adalah ethylene oxide dan air. Bahan baku tersebut di impor dari pabrik-pabrik penghasil ethylene oxide di negara

10

Cina . Jarak antara pelabuhan Internasional Bojonegara dan kawasan industri KIEC relatif dekat ± 6 km. Sedangkan bahan baku air proses diperoleh dari sungai Cidanau Cilegon.

1.4.3 Sarana Transportasi

Sarana transportasi diperlukan dalam mengangkut bahan baku dan pemasaran produk. Krakatau Industrial Estate Cilegon (KIEC) dekat dengan pelabuhan Internasional Bojonegara (6 km) yang mempermudah penerimaan bahan baku. Selain itu kawasan tersebut juga dekat dengan sarana dan prasarana transportasi seperti jalan tol Jakarta-Merak, Bandara Soekarno-Hatta dan sarana pengangkutan dengan kereta api. Hal ini akan memberikan kemudahan dalam pengiriman produk, operasional administrasi dan pengelolaan manajemen perusahaan.

1.4.4 Utilitas

Kebutuhan air baku dapat dipenuhi dari Sungai Cidanau dan PT Krakatau Tirta Industri yang mempunyai kapasitas 2.000 liter per detik (treatment capacity).

Sedangkan sumber listrik dapat dipenuhi dari PT Krakatau Daya Listrik, disamping itu energi listrik juga dapat diproduksi sendiri menggunakan Diesel Generator Jet.

11

1.4.5 Kebijaksanaan pemerintah

Sesuai dengan kebijakan pengembangan industri, Pemerintah telah menetapkan daerah Cilegon sebagai kawasan industri yang terbuka bagi investor asing. Pemerintah sebagai fasilitator telah memberikan kemudahan-kemudahan dalam perizinan, pajak dan hal-hal lain yang menyangkut teknis pelaksanaan pendirian suatu pabrik.

1.4.6 Kondisi tanah dan daerah

Kondisi tanah yang relatif masih luas dan merupakan tanah datar sangat menguntungkan. Selain itu, Kota Cilegon merupakan salah satu kawasan industri di Indonesia sehingga pengaturan dan penanggulangan mengenai dampak lingkungan dapat dilaksanakan dengan baik.

II. DESKRIPSI PROSES

2.1 Macam_–Macam Proses

1. Proses Formaldehid Du Pont

Tahap-tahap reaksi formaldehid Du-Pont untuk memproduksi MEG sebagai berikut :

CH2O + CO + H2O HOCH2COOH

700 atm

HOCH2COOH + CH3OH HOCH2COOCH3 + H2O

HOCH2COOCH3 + 2H2

,

HOCH2CH2OH + CH3OH

Pada pembuatan EG dengan proses ini, formaldehid direaksikan dengan karbon monoksida dengan air pada suhu 200 oC dan tekanan 700 atm untuk menghasilkan asam glikolat. Asam glikolat ini diesterifikasi dengan methanol atau propanol dengan produk alkyl glikolat, dan dihidrogenasi pada fase uap pada suhu 200oC dan tekanan 30 atm dengan menggunakan katalis kromat yang akan menghasilkan EG dan alcohol dengan yield ethylene glycol 75 %. (Naveed, 2005 @docstoc.com)

13

2. Proses Hidrasi melalui Ethylene Karbonat

Dengan metode ini, Ethylene Glikol (EG) dapat dibuat dari hidrasi EO melalui perantara Ethylene Karbonat.

CH2OCH2 + CO2

Ethylene Oksida Ethylene Karbonat

Ethylene Karbonat Ethylene Glikol

Pada tahap pertama proses ini, EO direaksikan dengan CO2 yang akan membentuk ethylene karbonat (temperatur 80–120 °C dan tekanan 51,32 atm (5.2 MPa). Ethylene karbonat ini dihidrasi dalam fase cair pada tekanan 14,5 atm dan temperatur 150 oC sehingga terbentuklah ethylene glycol (EG) dengan selektivitas 99 %. EG yang terlarut dipisahkan dari zat-zat lain yang akan direcycle ke reaksi hidrolisa. Proses ini digunakan pada tahun 1970an dan sekarang sudah tidak digunakan lagi.(Naveed, 2005 @docstoc.com)

3. ProsesHydolysis Ethylene Oxide

Proseshydolysis ethylene oxide adalah proses pembuatan ethylene glycol dengan mereaksikan air dan ethylene oxide dalam reaktor fixed bed catalytic non-adiabatik isothermal. Ethylene oxide murni atau campuran air dengan ethylene oxide (keduanya dalam fasa cair), digabungkan dengan air recycle dengan perbandingan molethylene oxidedengan air 1 : 5, dikondisikan hingga mencapai

HOCH2CH2OH + CO2 C=O + H2O

H2C-O H2C-O

C=O H2C-O H2C-O

14

kondisi reaksi dalam reaktor yaitu temperature 84,850C dan tekanan 11 atm dengan yield 95–96 % .

C H _{( )}+ _{( )} , ; ( ) _{( )} ... (1)

ethylene oxide air mono-ethylene glycol

Dengan Reaksi Samping

• Reaksi pembentukandi-ethylene glycol

C H ( )+ ( ) ( )

, ;

( ) ( ) ……...……….(2)

di-ethylene glycol • Reaksi pembentukantri-ethylene glycol

C H _{( )}+ ( ) _{( )} , ; ( ) _{( )} ………(3)

tri-ethylene glycol

Selektifitas dari reaksi utama mencapai 90%, dan reaksi samping pembentukan di-ethylene glycoldantri-ethylene glycolmasing-masing 9% dan 1%.(Weissermel, 1997)

2.2 Pemilihan Proses

Dalam pemilihan proses mempertimbangkan beberapa faktor seperti kondisi operasi, jumlah reaksi, panas reaksi pembentukan dan energy bebas gibbs pada keadaan standar, katalis yang digunakan, bahan baku.

15

 Pemilihan proses meninjau dari panas reaksi pembentukan pada keadaan standar Data dari : Chem-Cad

diperoleh :

Δ Hf pada 25oC :

Δ HfCH2O = -108,57 kJ/mol

Δ HfCO = -110,525 kJ/mol

Δ HfH2O = -241,818 kJ/mol

Δ HfC2H4O3 = -585,05 kJ/mol

Δ HfCH4O = -200,94 kJ/mol

Δ HfC3H6O3 = -465,9 kJ/mol

Δ HfC2H6O2 = -392,201 kJ/mol

Δ HfC2H4O = -52,6302 kJ/mol

Δ HfCO2 = -393,52 kJ/mol

Δ HfC3H4O3 = -506,9 kJ/mol

 Ditinjau dari (energi bebas gibbs) :

=

Data : = -109,9 kj/mol

= -137,16 kj/mol = -228,59 kj/mol = -506,89 kj/mol = -162,32 kj/mol

= -337,2 kj/mol

= -301,801 kj/mol = -13,2301 kj/mol = -394,41 kj/mol

16

= -410 kj/mol

1. Proses Du-Pont Reaksi :

CH2O + CO + H2O HOCH2COOH

HOCH2COOH + CH3OH HOCH2COOCH3 + H2O

HOCH2COOCH3 + 2H2 HOCH2CH2OH + CH3OH

Δ Hr (25 C) = Δ Hf produk-Δ Hf reaktan

Δ Hr-1 = (Δ HfC2H4O3)-(Δ HfCH2O +Δ HfCO +Δ HfH2O ) = (-585,05)–(-241,818-110,525-108,57)

= -585,05–(-460,913) = -124,137 kj/mol

Δ Hr-2 =(Δ HfC3H6O3+Δ HfH2O)-(Δ HfC2H4O3+Δ HfCH3OH ) = (-465,9-241,818)–(-200,94-585,05)

= -707,718-(-785,99) = 78,272 kj/mol

Δ Hr-3 =(Δ HfC2H6O2+Δ HfCH3OH)-(Δ HfC3H6O3)

= (-392,201-2004,94)–(-465,9)

= -127,241 kj/mol

∆Η298 =Δ Hr-1+Δ Hr-2+Δ Hr-3

= -124,137 + 78,272 + (-127,241) = -173,106 kj/mol

17

=

Reaksi-1 = -506,89–(-228,59-137,16-109,9)

= -31,24 kj/mol

Reaksi-2 = (-228,59-337,2)–(-506,89-162,32)

= 103,42 kj/mol

Reaksi-3 = (-162,32-301,801)–(-337,2)

= -126,921 kj/mol total = -54,741 kj/mol

2. Proses Hidrasi melalui Ethylene Karbonat Reaksi :

CH2OCH2 + CO2

Δ Hr (25 C) = Δ Hf produk-Δ Hf reaktan

Δ Hr-1 = (Δ HfC3H4O3)-(Δ HfC2H4O +Δ HfCO2) = - 506,9–(-393,52-52,6303)

= - 60,7497 kj/mol

Δ Hr-2 = (Δ HfC2H6O2+Δ HfCO2)-(Δ HfC3H4O3+Δ HfH2O ) = (-392,201-393,52)–(-241,818-506,9)

= -785,721–(-748,718) = -37,003 kj/mol

HOCH2CH2OH + CO2 C=O + H2O

H2C-O H2C-O

C=O H2C-O

18

∆Η298 = Δ Hr-1+Δ Hr-2 = - 60,7497 - 37,003 = -97,7527 kj/mol

=

Reaksi-1 = -410–(-394,41-13,2301)

= -2,3599 kj/mol

Reaksi-2 = (- 394,41-301,801)–(-228,59-410)

= -57,621 kj/mol total = -59,9809 kj/mol

3. ProsesHydolysis Ethylene Oxide

Reaksi :

C H ( )+ ( ) ( ) ( )

Δ Hr (250C) = Δ Hf produk-Δ Hf reaktan

Δ Hrx =(Δ HfC2H6O2)-(Δ HfC2H4O +Δ HfH2O )

= (-392,201)–(-52,6302-241,818)

= -97,7528 kj/mol

=

= (- 301,801)–(-228,59-13,2301)

19

No KETERANGAN PROSES 1 PROSES 2 PROSES 3

1 Kondisi Operasi 700 atm, 200oC 14,5 atm,150oC 11 atm, 84,85oC

2 Jenis Reaktor Fixed bed Fixed bed Fixed bed

3 Bahan baku Formaldehid,

CO,H2O dan methanol

Ethylene oksida, CO2dan H2O

Ethylene oksida dan air

4 ∆Η₂₉₈ -173,106 kj/mol -97,7527 kj/mol -97,7528 kj/mol

5 Jumlah Reaktor 3 2 1

6 Katalis Cromat tellurium Amberjet4200

7 -54,741 kj/mol -59,9809 kj/mol -59,9809 kj/mol

Berdasarkan dari tabel diatas maka dipilihlah proses 3 untuk pendirian pabrik ini. Hal ini dikarenakan kondisi operasi tekanan dan temperatur yang rendah sehingga penanganannya mudah, bahan baku yang digunakan sedikit sehingga menghemat biaya pembelian bahan baku, jumlah reactor yang di gunakan satu, menggunakan katalis, reaksi spontan dikarenakan nilai = 59,9809 kj/mol, dan sifat reaksi eksotermis dengan nilai = 97,7528kj/mol.

2.3 DIAGRAM ALIR PROSES 2.3.1 Langkah Proses

Ethyleneglycoldari reaksi hidrasi air dan ethylene oksida dapat dibagi menjadi tiga tahapan proses :

a. Tahap penyiapan bahan baku b. Tahap reaksi hidrasi

c. Tahap pemisahan produk

20

a. Tahap Penyiapan Bahan Baku

Tahap penyiapan bahan baku bertujuan untuk mengkondisikan umpan agar sesuai kondisi reaktor, yaitu suhu reaktan masuk reaktor 84,85 oC dan tekanan reaktor 11 atm.

• Ethylene oksida (EO)

Bahan baku ethylene oksida diambil dari tangki penyimpanan (ST-101) pada kondisi cair dingin, dengan tekanan tangki 2,5 atm dan suhu 30oC. Ethylene oksida dengan kemurnian 99,9% berat dialirkan dengan pompa sentrifugal P-101 menuju mix point (MP-1).

• Air

Bahan baku air diambil dari tangki penyimpanan air di unit utilitas yang telah diolah sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan pada fase cair, suhu 30oC dan tekanan 1 atm dialirkan dan di naikkan tekanan hingga 2,5 atm menggunakan pompa sentrifugal P-102 menuju mix point (MP-1). Ethylene oxidedan air masuk mix point dengan perbandingan air : ethylene oxida= 5 : 1. Selanjutnya campuran reaktan dari mix point pada kondisi cair dengan suhu 73,7267 oC dan tekanan 2,5 atm dilewatkan pada HE-101 dengan menggunakan steam sebagai fluida panasnya. Campuran reaktan keluar HE-101 pada suhu 84,85oC masuk ke dalam reaktor.

21

b. Tahap Reaksi Hidrolisis

Tahap ini bertujuan untuk mereaksikan ethylene oxide cair dan H2O cair dalam reactor plug flow reaktor. Reaksi hidrasi menghasilkan produk utama mono-ethyleneglycol, dan produk samping diethyleneglycol dan triethyleneglycol. Di dalam reaktor, reaksi terjadi pada fase cair dengan suhu 84,85 oC dan tekanan 11 atm.

Reaksi berlangsung secara non-adiabatis isothermal, sehingga reaktor memerlukan Pendingin untuk menjaga agar temperatur tetap selama berlangsungnya reaksi. Kondisi suhu dan tekanan reaktor ditetapkan untuk menjaga agar fase reaktan dan produk dalam keadaan cair. Cairan produk reaktor dan reaktan sisa keluar reaktor pada suhu 84,85oC.

Aliran produk keluar dari reaktor masih mengandung sisa reaktan sehingga perlu dilakukan pemurnian untuk memisahkan sisa ethylene oksida, pemekatan larutan produk dan pemisahan produk utama dari produk samping.

c. Tahap Pemurnian Produk

Tahap ini dimaksudkan untuk :

• Memekatkan dan memisahkan larutan produk reaktor dengan cara menguapkan air berlebih dalam larutan tersebut. Pemisahan ini dilakukan dalam evaporator (EV-301)

22

• Memisahkan larutan produk yang telah di pekatkan tadi dari ethylene oxide

dan sisa air yang tidak bereaksi dengan menggunakan kolom distilasi I (DC-301)

• Memisahkan produk mono-ethyleneglycol dari produk samping

diethyleneglycol dantriethyleneglycol secara destilasi pada kolom destilasi II (DC-302).

• Memisahkan produk samping diethyleneglycol dari triethyleneglycol secara destilasi pada kolom destilasi III (DC-303)

III. SPESIFIKASI BAHAN DAN PRODUK

3.1 Bahan Baku 1. Air

Sifat Fisis

 Berat molekul : 18,015 gr/mol

 Titik leleh (1 atm) : 0oC

 Titik didih (1 atm) : 100oC

 Temperatur kritis : 374,1oC

 Tekanan kritis : 217,67 atm

 Volume kritis : 55,9 ml/mol

 Densitas pada 30oC : 0,995 gr/ml

 Panas pembentukan standar : -68,27 kkal/mol

Sifat Kimia

1. Dengan CO (karbon monoksida) bereaksi membentuk asam formiat

24

2. Dengan metil format membentuk asam formiat dan metanol

HCOOCH3+ H2O → HCOOH + CH3OH (reaksi 1.21)

(Perry’s, 1999)

2. Ethylene Oksida (EO) Sifat Fisis

- Berat molekul : 44,05 gr/mol

- Titik didih pada 760 mmHg : 10,4oC

- Titik beku : -112,5oC

- Tekanan uap pada 20oC : 1.095 mmHg

- Viskositas pada 20oC : 0,26 cp

- Indeks bias nD : 1,3597

- Densitas pada 20oC : 0,8697 g/ml

- Panas penguapan pada 10,4oC : 6,1 kkal/g.mol

- Temperature kritis : 195,8oC

- Tekanan kritis : 71 atm

(Kirk Othmer, Vol 9)

Sifat Kimia

 Reaksi dengan air

Reaksi Ethylene oksida dengan air akan menghasilkan ethylene glikol kemudian bereaksi dengan produk tersebut menghasilkan di- dan tri-ethylene glikol.

H2C CH2+ HOH CH2OH-CH2OH (reaksi 1.22)

25

C2H4O + C2H4(OH)2 C4H8O(OH)2 (reaksi 1.23) di-ethylene glikol

C2H4O + C4H8O(OH)2 C6H12O2(OH)2 (reaksi 1.24) tri-ethylene glikol

 Reaksi dengan alkohol

Reaksi Ethylene oksida dengan alkohol akan menghasilkan monoethylene glikol eter kemudian bereaksi dengan produk tersebut menghasilkan di- dan tri-ethylene glikol eter.

H2C CH2+ ROH ROCH2-CH2OH (reaksi 1.25)

O monoethylene glikol eter

H2C CH2+ R(OCH2)2H RO(CH2CH2)2OH (reaksi 1.26)

O diethylene glikol eter

 Reaksi dengan ammonia

Reaksi ethylene oksida dengan alkohol akan menghasilkan campuran mono-, di-, dan tri-ethanol amina.

H2C CH2 + NH3 H2N-CH2-CH2OH (reaksi 1.27)

O monoethanol amina

H2N(CH2)2OH + H2C CH2 (reaksi 1.28)

O

(CH2)2OH HN

(CH2)2OH di-ethanol amina

26

+ (reaksi 1.29)

(Mc. Ketta, 1984 dalam Basri, 2010)

1.4.3.2. Produk

1. Monoethylene Glikol Sifat fisis

 BM : 62,07 gr/mol

 Titik didih, 760 mmHg : 197,6oC

 Titik beku : -13oC

 Density : 1,11336 gr/ml

 Panas penguapan, 760 mmHg : 202 kkal/kg

 Panas pembakaran : -283,1 kkal/mol

 Tegangan permukaan, 20oC : 48,4 dyne/cm

 Viskositas, 20oC : 19,83 cp

 Temperature kritis : 446,7oC

 Tekanan kritis : 76,09 atm

Sifat kimia

1. Eter dari monoethylene glikol dapat membentuk ester

ROC2H4OH + R’COOH ROC2H4OOCR’ + H2O (reaksi 1.30) 2. Dapat mengalami oksidasi membentuk glioksal

C2H4(OH)2+ O2 CH2O2+2H2O (reaksi 1.31)

(Mc. Ketta, 1984 dalam Basri,2010)

H2C CH2

O

(CH2)2OH N− (CH2)2OH (CH2)2OH Tri-ethanol amina (CH2)2OH

HN

(CH2)2OH di-ethanol amina

27

2. Diethylene Glikol Sifat fisis

 Berat molekul : 106,12 gr/mol

 Titik didih, 760 mmHg : 245,8oC

 Titik beku : -6,5oC

 Flash point : 280oC

 Viskositas pada 20oC : 36 cp

 Panas penguapan, 760 mmHg : 129 kkal/kg  Panas pembakaran pada 20oC : -2.154,82 kj/gmol

 Temperature kritis : 406,85oC

 Tekanan kritis : 45,4478 atm

Sifat kimia

1. Diethylene glikol terkondensasi dengan amina primer membentuk struktur siklis seperti metil amina.

C4H8O(OH)2 + CH3NH2 (reaksi 1.32)

2. Diethylene glikol bereaksi dengan ethyleneoxide menghasilkan triethylene glikol.

C4H8O(OH)2+ C2H4O C6H12O2(OH)2 (reaksi 1.33)

(Mc. Ketta, 1984 dalam Basri, 2010)

CH2 CH2

O NCH3

28

3. Triethylene Glikol Sifat fisis

 Berat Molekul : 150,17 gr/mol

 Titik didih, 760 mmHg : 288oC

 Titik beku : - 4.3oC

 Flash point : 342oC

 Viskositas pada 20oC : 49 cp

 Panas penguapan, 760 mmHg : 97 kkal/kg  Panas pembakaran pada 25oC : -3,500 kj/gmol

 Temperature kritis : 440oC

 Tekanan kritis : 32.6997 atm

Sifat Kimia

Reaksi triethylene glikol dengan ethylene oksida menghasilkan tetraethylene glikol.

C6H12O2(OH)2+ C2H4O C8H16O3(OH)2 (reaksi 1.34)

126

IX. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI

Suatu pabrik layak didirikan jika telah memenuhi beberapa syarat antara lain keamanan terjamin dan dapat mendatangkan keuntungan. Investasi pabrik merupakan dana atau modal yang dibutuhkan untuk membangun sebuah pabrik yang siap beroperasi termasuk untukstart updan modal kerja. Suatu pabrik yang didirikan tidak hanya berorientasi pada perolehanprofit, tapi juga berorientasi pada pengembalian modal yang dapat diketahui dengan melakukan uji kelayakan ekonomi pabrik.

9.1 Investasi

Investasi total pabrik merupakan jumlah dariFixed Capital Investment,

Working Capital Investment,Manufacturing CostdanGeneral Expenses. 1. Fixed Capital Investment(Modal Tetap)

Fixed Capital Investmentmerupakan biaya yang diperlukan untuk mendirikan fasilitas-fasilitas pabrik secara fisik. FCI terdiri dari biaya langsung (Direct Cost) dan biaya tidak langsung (Indirect Cost).Fixed capital investmentpada prarancangan pabrikEthylene glycolditunjukkan pada Tabel 9.1.

127

Tabel 9.1 Fixed Capital Investment FIXED CAPITAL INVESTMENT

Direct Cost

- Purchased equipment-delivered Rp 71.981.671.898 - Purchased equipment installation Rp 39.589.919.544 - Instrumentation dan controls Rp 14.396.334.380 - Piping(Biaya perpipaan) Rp 43.189.003.139 - Electrical (installed) Rp 14.396.334.380 _, - Buildings Rp 35.990.835.949 _, - Yard improvement Rp 14.396.334.380 _, - Service facilities Rp 71.981.671.898 _,

- Tanah Rp 5.758.533.752

TotalDirect Cost Rp 311.680.639.318

Indirect Cost

- Engineering and supervision Rp 31.168.063.932 - Construction expenses Rp 31.168.063.932 - Biaya tak terduga Rp 41.557.418.576

Total indirect Cost Rp 103.893.546.439

Fixed Capital Investment Rp 415.574.185.757

2. Working Capital Investment(Modal Kerja)

WCI industri terdiri dari jumlah total uang yang diinvestasikan untuk stok bahan baku dan persediaan; stok produk akhir dan produk semi akhir dalam proses yang sedang dibuat; uang diterima (account receivable); uang tunai untuk pembayaran bulanan biaya operasi, seperti gaji, upah, dan bahan baku; uang terbayar (account payable); dan pajak terbayar (taxes payable). WCI untuk prarancangan pabrikethylene glycoladalah Rp 73.336.621.016

128

3. Manufacturing Cost(Biaya Produksi)

Modal digunakan untuk biaya produksi, yang terbagi menjadi tiga macam yaitu biaya produksi langsung, biaya tetap dan biaya tidak langsung. Biaya produksi langsung adalah biaya yang digunakan untuk pembiayaan langsung suatu proses, seperti bahan baku, buruh dan supervisor,

perawatan dan lain-lain. Biaya tetap adalah biaya yang tetap dikeluarkan baik pada saat pabrik berproduksi maupun tidak, biaya ini meliputi

depresiasi, pajak dan asuransi dan sewa. Biaya tidak langsung adalah biaya yang dikeluarkan untuk mendanai hal-hal yang secara tidak langsung membantu proses produksi.

Tabel 9.2.Manufacturing cost MANUFACTURING COST

1. Direct production cost

- Raw Material Rp 909.592.294.538 - Operating labor Rp 172.767.835.274 - Direct supervisory(pengawas) Rp 17.276.783.527

- Utilitas Rp 88.662.089.390

- Maintenance and repair cost Rp 8.311.483.715 - Operating supplies Rp 2.077.870.929 - Laboratory charges Rp 17.276.783.527

TotalDirect production cost Rp 1.215.965.140.901

2. Fixed Charges

- Depresiasi Rp 42.277.235.295

- Pajak lokal Rp 4.155.741.858

- Asuransi Rp 1.662.296.743

TotalFixed Charges Rp 48.095.273.895

3. Plant Overhead Cost(POC) Rp 99.178.051.258

129

4. General Expenses(Biaya Umum)

Selain biaya produksi, ada juga biaya umum yang meliputi administrasi,

sales expenses, penelitian danfinance. Besarnyageneral expensespabrik

ethylene glycolditunjukkan pada Tabel 9.3.

Tabel 9.3.General Expenses GENERAL EXPENSES

1. Administrative cost Rp 9.126.000.000 2. Distribution and Selling Cost Rp 28.794.639.212 3. Research and Development Cost Rp 28.794.639.212 4. Financing (Interest) Rp 9.778.216.135

TotalGeneral Expenses Rp 76.493.494.560

5. Total Production Cost(TPC)

TPC =Manufacturing Cost + General Expenses

= Rp 1.439.731.960.614

9.2 Evaluasi Ekonomi

Evaluasi atau uji kelayakan ekonomi pabrikethylene glycoldilakukan dengan menghitungretsurn on investment(ROI),payout time(POT),break even point

(BEP),shut down point(SDP), dancash flowpabrik yang dihitung dengan menggunakan metodediscounted cash flow(DCF).

1. Return On Investment(ROI)

Return On Investmentmerupakan perkiraan keuntungan yang dapat diperoleh per tahun didasarkan pada kecepatan pengembalian modal tetap yang diinvestasikan (Timmerhaus, hal 298). Laba pabrik sebelum pajak adalah Rp 332.236.673.817 dan laba setelah pajak Rp. 265.789.339.054 Pada perhitungan ROI, laba yang diperoleh adalah laba setelah pajak. Nilai ROI pabrikethylene glycoladalah 54,3636 %

130

2. Pay Out Time(POT)

Pay out timemerupakan waktu minimum teoritis yang dibutuhkan untuk pengembalian modal tetap yang diinvestasikan atas dasar keuntungan setiap tahun setelah ditambah dengan penyusutan dan dihitung dengan menggunakan metode linier (Timmerhaus, hal 309). Waktu pengembalian modal Pabrikethylene glycoladalah 1,3521 tahun. Angka ini

menunjukkan lamanya pabrik dapat mengembalikan modal dimulai sejak pabrik beroperasi.

3. Break Even Point(BEP)

BEP adalah titik yang menunjukkan jumlah biaya produksi sama dengan jumlah pendapatan. Nilai BEP pada prarancangan Pabrik ethylene glycol

ini adalah 33,33 %. Nilai BEP tersebut menunjukkan pada saat pabrik beroperasi 33,33 % dari kapasitas maksimum pabrik 100 %, maka pendapatan perusahaan yang masuk sama dengan biaya produksi yang digunakan untuk menghasilkan produk sebesar 33,33 % tersebut.

4. Shut Down Point(SDP)

Shut down point adalah suatu titik dimana pada kondisi itu jika proses dijalankan maka perusahaan tidak akan memperoleh laba tapi juga tidak mengalami kerugian. Jika pabrik beroperasi pada kapasitas di bawah SDP maka akan mengalami kerugian. Nilai SDP pada prarancangan Pabrik

131

mengalami kerugian jika beroperasi di bawah 23,68 % dari kapasitas produksi total.

Gambar 9.1. Grafik Analisis Ekonomi

9.3 Angsuran Pinjaman

Total pinjaman pada prarancangan pabrikethylene glycolini adalah 30 % dari total investasi yaitu Rp 146.673.242.032. Angsuran pembayaran pinjaman tiap tahun ditunjukkan pada TabelDiscounted Cash Flow.(Lampiran E)

9.4Discounted Cash Flow(DCF)

Metodediscounted cash flowmerupakan analisis kelayakan ekonomi yang berdasarkan aliran uang masuk selama masa usia ekonomi pabrik. Periode pengembalian modal secaradiscounted cash flowditunjukkan pada Tabel E.11 dan Gambar 9.2.Payout timepabrikethylene glycoladalah 1,3521 tahun dan

internal rate of returnpabrikethylene glycoladalah 55,19 %.

✁ Rp200,000,000,000.00 Rp400,000,000,000.00 Rp600,000,000,000.00 Rp800,000,000,000.00 Rp1,000,000,000,000.00 Rp1,200,000,000,000.00 Rp1,400,000,000,000.00 Rp1,600,000,000,000.00 Rp1,800,000,000,000.00 Rp2,000,000,000,000.00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Rp

% Produksi

Sale Total cost Fixed cost variable cost

132

Gambar 9.2. KurvaCumulative Cash Flowmetode DCF

Hasil evaluasi atau uji kelayakan ekonomi pabrik ethylene glycol disajikan dalam Tabel 9.4. berikut:

Tabel 9.4. Hasil Uji Kelayakan Ekonomi

No Analisa Kelayakan Persentase Batasan Keterangan

1. ROI 54,3636 % Min. 15 % Layak

2. POT 1,3521 Maks. 6,7 tahun Layak

3. BEP 33,33 % 30–60 % Layak

4. SDP 23,68 %

5. IRR 55,19 % Min. 15 % Layak

-1.E+12 0.E+00 1.E+12 2.E+12 3.E+12

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

C

u

m

u

la

ti

v

e

C

ash

F

lo

w

X. SIMPULAN DAN SARAN

10.1 Simpulan

Berdasarkan hasil analisis ekonomi yang telah dilakukan terhadap Prarancangan Pabrik ethylene glycol dengan kapasitas 90.000 ton per tahun dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Percent Return on Investment(ROI) sesudah pajak sebesar 54,3636 %. 2. Pay Out Time(POT) sesudah pajak 1,3521 tahun.

3. Break Even Point (BEP) sebesar 33,33 % dan Shut Down Point (SDP) sebesar 23,68 %, yakni batasan kapasitas produksi sehingga pabrik harus berhenti berproduksi karena merugi.

4. Discounted Cash Flow Rate of Return (DCF) sebesar 55,19 %, lebih besar dari suku bunga bank saat ini, sehingga investor akan lebih memilih untuk menanamkan modalnya ke pabrik ini daripada ke bank

10.2 Saran

Berdasarkan pertimbangan hasil analisis ekonomi di atas, maka dapat diambil kesimpulan bahwa pabrik ethylene glycol dengan kapasitas 90.000 ton per tahun layak untuk dikaji lebih lanjut dari segi proses maupun ekonominya.

DAFTAR PUSTAKA

Altioka M. Riza and Sema Akyalcin, 2009, Kinetics of the Hydration of Ethylene

Oxide in the presence of Heterogeneous Catalys”, Departement of

Chemical Engineering, Anadolu University, 26555 Eskisehir, Turkey Badan Pusat Statistik, 2010,Statistic Indonesia, www.bps.go.id, Indonesia Brown.G.George., 1950,Unit Operation 6ed, Wiley&Sons, USA.

Brownell.L.E. and Young.E.H., 1959, Process Equipment Design 3ed, John Wiley & Sons, New York.

Coulson.J.M. and Ricardson.J.F., 1983, Chemical Engineering vol 6, Pergamon Press Inc, New York.

Fogler.A.H.Scott, 1999, Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall International Inc, New Jersey.

Geankoplis.Christie.J., 1993, Transport Processes and unit Operation 3th ed, Allyn & Bacon Inc, New Jersey.

Himmeblau.David., 1996, Basic Principles and Calculation in Chemical Engineering, Prentice Hall Inc, New Jersey.

Kern.D.Q., 1983, Process Heat Transfer, McGraw-Hill Book Company, New York.

Kelly, 2011, Employment Outlook and Salary Guide 2011.

Kirk, R.E and Othmer, D.F., 2006, “Encyclopedia of Chemical Technologi”, 4nd

ed., vol. 17., John Wiley and Sons Inc., New York.

Levenspiel.O., 1972,Chemical Reaction Engineering 2nd edition, John Wiley and Sons Inc, New York.

McCabe.W.L. and Smith.J.C., 1985,Operasi Teknik Kimia, Erlangga, Jakarta. Naveed, 2005, docstoc.com

Megyesy.E.F., 1983, Pressure Vessel Handbook, Pressure Vessel Handbook Publishing Inc, USA.

Perry.R.H. and Green.D., 1997, Perry’s Chemical Engineer Handbook 7th ed, McGraw-Hill Book Company, New York.

Peter.M.S. and Timmerhause.K.D., 1991, Plant Design an Economic for Chemical Engineering 3ed, McGraww-Hill Book Company, New York.

Powell, S.T., 1954, “Water Conditioning for Industry”, Mc Graw Hill Book

Company, New York.

Raju, 1995, Water Treatment Process, McGraw Hill International Book Company, New York

Smith.J.M. and Van Ness.H.C., 1975, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics 3ed, McGraww-Hill Inc, New York.

Treyball.R.E., 1983,Mass Transfer Operation 3ed, McGraw-Hill Book Company, New York.

Ulmann, 2007. “Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry”. VCH

Verlagsgesell Scahft, Wanheim, Germany.

Ulrich.G.D., 1984, A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics. John Wiley & Sons Inc, New York.

Wahyu, 2010,Proses Pengolahan Air, www.zeofilt.wordpress.com, Indonesia Wallas. S.M., 1988, Chemical Process Equipment, Butterworth Publishers,

Stoneham USA.

Yaws, C.L., 1999,Chemical Properties Handbook, Mc Graw Hill Book Co., New York

http://alibaba.com/

http://daftarperusahaanindonesia.com/ www.icis.com., Accesed Maret 2011

www.matches.com, Accesed February 2011 http://wikipedia.com/

130

2. Pay Out Time(POT)

Pay out timemerupakan waktu minimum teoritis yang dibutuhkan untuk pengembalian modal tetap yang diinvestasikan atas dasar keuntungan setiap tahun setelah ditambah dengan penyusutan dan dihitung dengan menggunakan metode linier (Timmerhaus, hal 309). Waktu pengembalian modal Pabrikethylene glycoladalah 1,3521 tahun. Angka ini

menunjukkan lamanya pabrik dapat mengembalikan modal dimulai sejak pabrik beroperasi.

3. Break Even Point(BEP)

BEP adalah titik yang menunjukkan jumlah biaya produksi sama dengan jumlah pendapatan. Nilai BEP pada prarancangan Pabrik ethylene glycol ini adalah 33,33 %. Nilai BEP tersebut menunjukkan pada saat pabrik beroperasi 33,33 % dari kapasitas maksimum pabrik 100 %, maka pendapatan perusahaan yang masuk sama dengan biaya produksi yang digunakan untuk menghasilkan produk sebesar 33,33 % tersebut.

4. Shut Down Point(SDP)

Shut down point adalah suatu titik dimana pada kondisi itu jika proses dijalankan maka perusahaan tidak akan memperoleh laba tapi juga tidak mengalami kerugian. Jika pabrik beroperasi pada kapasitas di bawah SDP maka akan mengalami kerugian. Nilai SDP pada prarancangan Pabrik ethylene glycol adalah 23,68 %. Jadi Pabrik ethylene glycol akan

131

mengalami kerugian jika beroperasi di bawah 23,68 % dari kapasitas produksi total.

Gambar 9.1. Grafik Analisis Ekonomi

9.3 Angsuran Pinjaman

Total pinjaman pada prarancangan pabrikethylene glycolini adalah 30 % dari total investasi yaitu Rp 146.673.242.032. Angsuran pembayaran pinjaman tiap tahun ditunjukkan pada TabelDiscounted Cash Flow.(Lampiran E)

9.4Discounted Cash Flow(DCF)

Metodediscounted cash flowmerupakan analisis kelayakan ekonomi yang berdasarkan aliran uang masuk selama masa usia ekonomi pabrik. Periode pengembalian modal secaradiscounted cash flowditunjukkan pada Tabel E.11 dan Gambar 9.2.Payout timepabrikethylene glycoladalah 1,3521 tahun dan internal rate of returnpabrikethylene glycoladalah 55,19 %.

✁ Rp200,000,000,000.00 Rp400,000,000,000.00 Rp600,000,000,000.00 Rp800,000,000,000.00 Rp1,000,000,000,000.00 Rp1,200,000,000,000.00 Rp1,400,000,000,000.00 Rp1,600,000,000,000.00 Rp1,800,000,000,000.00 Rp2,000,000,000,000.00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Rp

% Produksi Sale

Total cost Fixed cost variable cost

132

Gambar 9.2. KurvaCumulative Cash Flowmetode DCF

Hasil evaluasi atau uji kelayakan ekonomi pabrik ethylene glycol disajikan dalam Tabel 9.4. berikut:

Tabel 9.4. Hasil Uji Kelayakan Ekonomi

No Analisa Kelayakan Persentase Batasan Keterangan

1. ROI 54,3636 % Min. 15 % Layak

2. POT 1,3521 Maks. 6,7 tahun Layak

3. BEP 33,33 % 30–60 % Layak

4. SDP 23,68 %

5. IRR 55,19 % Min. 15 % Layak

-1.E+12 0.E+00 1.E+12 2.E+12 3.E+12

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

C

u

m

u

la

ti

v

e

C

ash

F

lo

w

X. SIMPULAN DAN SARAN

10.1 Simpulan

Berdasarkan hasil analisis ekonomi yang telah dilakukan terhadap Prarancangan Pabrik ethylene glycol dengan kapasitas 90.000 ton per tahun dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Percent Return on Investment(ROI) sesudah pajak sebesar 54,3636 %. 2. Pay Out Time(POT) sesudah pajak 1,3521 tahun.

3. Break Even Point (BEP) sebesar 33,33 % dan Shut Down Point (SDP) sebesar 23,68 %, yakni batasan kapasitas produksi sehingga pabrik harus berhenti berproduksi karena merugi.

4. Discounted Cash Flow Rate of Return (DCF) sebesar 55,19 %, lebih besar dari suku bunga bank saat ini, sehingga investor akan lebih memilih untuk menanamkan modalnya ke pabrik ini daripada ke bank

10.2 Saran

Berdasarkan pertimbangan hasil analisis ekonomi di atas, maka dapat diambil kesimpulan bahwa pabrik ethylene glycol dengan kapasitas 90.000 ton per tahun layak untuk dikaji lebih lanjut dari segi proses maupun ekonominya.

DAFTAR PUSTAKA

Altioka M. Riza and Sema Akyalcin, 2009, Kinetics of the Hydration of Ethylene

Oxide in the presence of Heterogeneous Catalys”, Departement of

Chemical Engineering, Anadolu University, 26555 Eskisehir, Turkey Badan Pusat Statistik, 2010,Statistic Indonesia, www.bps.go.id, Indonesia Brown.G.George., 1950,Unit Operation 6ed, Wiley&Sons, USA.

Brownell.L.E. and Young.E.H., 1959, Process Equipment Design 3ed, John Wiley & Sons, New York.

Coulson.J.M. and Ricardson.J.F., 1983, Chemical Engineering vol 6, Pergamon Press Inc, New York.

Fogler.A.H.Scott, 1999, Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall International Inc, New Jersey.

Geankoplis.Christie.J., 1993, Transport Processes and unit Operation 3th ed, Allyn & Bacon Inc, New Jersey.

Himmeblau.David., 1996, Basic Principles and Calculation in Chemical Engineering, Prentice Hall Inc, New Jersey.

Kern.D.Q., 1983, Process Heat Transfer, McGraw-Hill Book Company, New York.

Kelly, 2011, Employment Outlook and Salary Guide 2011.

Kirk, R.E and Othmer, D.F., 2006, “Encyclopedia of Chemical Technologi”, 4nd

ed., vol. 17., John Wiley and Sons Inc., New York.

Levenspiel.O., 1972,Chemical Reaction Engineering 2nd edition, John Wiley and Sons Inc, New York.

McCabe.W.L. and Smith.J.C., 1985,Operasi Teknik Kimia, Erlangga, Jakarta. Naveed, 2005, docstoc.com

Megyesy.E.F., 1983, Pressure Vessel Handbook, Pressure Vessel Handbook Publishing Inc, USA.

Perry.R.H. and Green.D., 1997, Perry’s Chemical Engineer Handbook 7th ed, McGraw-Hill Book Company, New York.

Peter.M.S. and Timmerhause.K.D., 1991, Plant Design an Economic for Chemical Engineering 3ed, McGraww-Hill Book Company, New York.

Powell, S.T., 1954, “Water Conditioning for Industry”, Mc Graw Hill Book

Company, New York.

Raju, 1995, Water Treatment Process, McGraw Hill International Book Company, New York

Smith.J.M. and Van Ness.H.C., 1975, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics 3ed, McGraww-Hill Inc, New York.

Treyball.R.E., 1983,Mass Transfer Operation 3ed, McGraw-Hill Book Company, New York.

Ulmann, 2007. “Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry”. VCH

Verlagsgesell Scahft, Wanheim, Germany.

Ulrich.G.D., 1984, A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics. John Wiley & Sons Inc, New York.

Wahyu, 2010,Proses Pengolahan Air, www.zeofilt.wordpress.com, Indonesia Wallas. S.M., 1988, Chemical Process Equipment, Butterworth Publishers,

Stoneham USA.

Yaws, C.L., 1999,Chemical Properties Handbook, Mc Graw Hill Book Co., New York

http://alibaba.com/

http://daftarperusahaanindonesia.com/ www.icis.com., Accesed Maret 2011

www.matches.com, Accesed February 2011 http://wikipedia.com/