TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK RESIN NOVOLAK DARI PHENOL DAN FORMALDEHID KAPASITAS 22.000 TONTAHUN

DARI PHENOL DAN FORMALDEHID KAPASITAS 22.000 TON/TAHUN

Oleh:

Mamiek Wijayanti I1504011 Nur Wika Arintiani

I1505018

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

DARI PHENOL DAN FORMALDEHID KAPASITAS 22.000 TON/TAHUN

Oleh:

Mamiek Wijayanti I1504011

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

DARI PHENOL DAN FORMALDEHID KAPASITAS 22.000 TON/TAHUN

Oleh:

Nur Wika Arintiani

I1505018

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang menunjukkan peningkatan pada sektor industri telah menuntut bangsa Indonesia berbelok arah dari negara agraris ke negara industri. Untuk mencapai kemajuan di bidang industri terfokus pada bidang industri kimia, maka kebutuhan bahan-bahan dasar kimia di dalam negeri perlu ditumbuhkan dan dikembangkan. Sejalan dengan tujuan pembangunan industri yaitu sebagai upaya untuk meningkatkan nilai tambah bagi negara, maka pendirian pabrik resin novolak dengan bahan baku phenol dan formaldehid mempunyai nilai yang baik dalam perkembangan dunia industri yang menggunakan resin novolak sebagai bahan baku atau sebagai bahan tambahan.

Proyeksi kebutuhan resin novolak dalam negeri semakin meningkat seiring dengan peningkatan-peningkatan industri-industri yang memakainya. Sebenarnya produksi di Indonesia dari tahun ke tahun terus mengalami peningkatan, tetapi dibandingkan dengan jumlah yang diproduksi, kebutuhan resin novolak lebih besar, oleh sebab itu pendirian pabrik ini dirasakan sangat perlu, karena pada saat ini hanya terdapat satu pabrik yang memproduksi resin novolak di Indonesia, sehingga pendirian pabrik resin novolak ini diharapkan dapat mengantisipasi permintaan dalam dan luar negeri serta mengurangi ketergantungan resin novolak dari negara-negara importir seperti Jepang, China, Jerman, dan India.

1. Terciptanya lapangan pekerjaan yang berarti turut serta dalam usaha pemerintah untuk mengurangi pengangguran.

2. Memacu pertumbuhan industri-industri baru yang menggunakan bahan baku resin novolak.

3. Meningkatkan pendapatan negara dari sektor industri, serta mengurangi impor resin novolak dari negara lain.

1.2 Penentuan Kapasitas Rancangan Pabrik

Penentuan kapasitas produksi perancangan pabrik resin novolak didasarkan pada pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :

1. Prediksi kebutuhan resin novolak di Indonesia

2. Ketersediaan bahan baku

3. Pabrik yang sudah ada

1.2.1. Prediksi kebutuhan resin novolak di Indonesia Berdasarkan data yang diperoleh dari BPS, prediksi kebutuhan resin

novolak mengalami peningkatan. Dengan mengacu pada hal tersebut, jika direncanakan pabrik resin novolak didirikan pada tahun 2012, maka diperkirakan kebutuhan cukup besar, yaitu 22.000 ton/tahun.

phenol di dapat dari Shanghai Gaoqiao Petrochemical, Da Tong Road, Pu Dong, Shanghai China dengan kapasitas produksi 125000 ton per tahun. Formaldehid (formalin) diperoleh dari PT Arjuna Kimia Utama, Jl Rungkut Industri I/18-22 Surabaya Industrial Estate, Rungkut, Surabaya dengan kapasitas 24.540 ton per

tahun. Bahan pembantu seperti katalis (H 2 SO 4 ) diperoleh dari PT Petrokimia

Gresik dengan kapasitas 550.000 ton/tahun. Untuk NaOH dibeli dari PT Toya Indo Manunggal Chemical, Jawa Timur.

Tabel 1.1 Data impor Novolak Resin di Indonesia

tahun

impor (ton )

(Biro Pusat Statistik Indonesia )

Berdasarkan data dari BPS, kebutuhan Novolak Resin di Indonesia meninjukkan adanya peningkatan. Dengan perhitungan metode Least Square maka permintaan pada tahun 2012 dapat diperkirtakan:

= 12917,8 + 658,228 x jika y adalah jumlah import pada tahun ke x dan x adalah bobot tahun, maka peramalan kebutuhan import pada tahun 2012 adalah y

= 12917,8 + ( 13 x 658,228 ) = 21474.764

Gambar 1.1 Hubungan antara tahun dengan jumlah kebutuhan resin novolak

(manajemen-sitiraha3.com )

tahun

Tahun Jumlah impor

x2

y2

xy

(x)

(y)

r 2 = 0,75377 Menurut perhitungan dengan menggunakan metode least square didapatkan kebutuhan pada tahun 2012 sebesar 21474,764 ton dengan koefisien

determinasi (r 2 ) sebesar 0,754. Jadi pada tahun 2012 dapat diperkirakan dibutuhkan Novolak resin sebanyak 22.000 ton.

1.2.3. Kapasitas pabrik yang sudah berdiri Di Indonesia industri yang memproduksi resin novolak yaitu : Nama Pabrik : PT. Binajaya Rodakarya Status

: PMDN

Lokasi : Desa Jelapat, Kabupaten Barito, Kuala, Kalimanta selatan Kapasitas

: 12.000 ton/tahun

Berdasarkan pertimbangan di atas maka kapasitas pabrik dipilih sebesar 22.000 ton/tahun, yang diharapkan produksinya dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri dan sisanya dapat di ekspor.

untuk kelangsungan operasi pabrik. Banyak pertimbangan yang menjadi dasar dalam menentukan lokasi pabrik, antara lain : dengan sumber bahan baku, letak pabrik dengan pemasaran produk, transportasi, tenaga kerja, kondisi sosial politik, dan kemungkinan pengembangan di masa mendatang.

Pabrik resin novolak direncanakan akan didirikan di daerah Kawasan Industri Gresik, jalan Tri Dharma 3 Jawa Timur. Pemilihan ini dimaksudkan untuk mendapatkan keuntungan secara teknis dan ekonomis, berdasarkan pertimbangan :

a. Penyediaan Bahan Baku Bahan baku merupakan kebutuhan utama bagi kelangsungan suatu pabrik sehingga bahan baku sangat diprioritaskan. Formaldehid (formalin) diperoleh dari PT. Arjuna Kimia Utama, Jl Rungkut Industri I/18-22 Surabaya Industrial Estate, Rungkut, Surabaya dengan kapasitas 24.540 ton per tahun. Bahan

pembantu seperti katalis (H 2 SO 4 ) diperoleh dari PT. Petrokimia Gresik dengan kapasitas 550.000 ton/tahun. Dengan dekatnya sumber bahan baku yaitu formalin dan asam sulfat yang diharapkan penyediaan kebutuhan bahan baku diharapkan proses produksi dapat berjalan dengan lancar dan berkesinambungan.

b. Letak Pabrik dengan Daerah Pemasaran Daerah pemasaran paling banyak ada di Jawa dan Kalimantan, di Jawa khususnya ada lebih dari 30 pabrik besar dari industri yang membutuhkan b. Letak Pabrik dengan Daerah Pemasaran Daerah pemasaran paling banyak ada di Jawa dan Kalimantan, di Jawa khususnya ada lebih dari 30 pabrik besar dari industri yang membutuhkan

d. Tenaga kerja Daerah Gresik berada di propinsi Jawa Timur merupakan daerah sentra industri, sehingga kepadatan penduduk yang letaknya di daerah industri biasanya tinggi, sehingga masalah penyediaan tenaga kerja, baik tenaga kerja terdidik maupun tidak terdidik tidak menjadi masalah.

e. Utilitas Untuk kebutuhan sarana penunjang seperti listrik dapat dipenuhi dengan adanya jaringan PLN dan generator, sedangkan untuk kebutuhan air dipenuhi PT Petrokimia Gresik dari aliran sungai Bengawan Solo dengan kapasitas

suplay 144.000 m 3 per bulan.

f. Kondisi tanah dan daerah Kondisi tanah yang relatif masih luas dan merupakan tanah datar dengan kondisi iklim yang relatif stabil sepanjang tahun sangat menguntungkan untuk pendirian pabrik. Selain itu keadaan tanah di Gresik tidak subur untuk pertanian sehingga tidak mengurangi areal tanah pertanian

Gambar 1.2 Peta Lokasi Kawasan Industri Gresik

1.4.Tinjauan Pustaka

Polimer sintesis yang pertama digunakan dalam skala komersial adalah resin Phenol Formaldehid. Dikembangkan pada permulaan tahun 1900-an oleh kimiawan kelahiran Belgia, Leo Backeland.

(Stevan, 1995) (Stevan, 1995)

C 6 H 5 OH + CH 2 O 1/8 [C 7 H 6 O] 8 + H 2 O phenol formaldehid

resin novolak air

( Stevan, 1995 ) Pembuatan novolak resin merupakan reaksi antara phenol dan formaldehid dengan menggunakan bantuan katalis asam sulfat (H 2 SO 4 ). Reaksi tersebut merupakan reaksi fase cair. Phenol direaksikan dalam fase cair bersama-sama dengan formaldehid dengan katalis asam sulfat dengan komposisi 0,001 dari berat phenol. Katalis asam dengan phenol berlebih menghasilkan suatu produk kondensasi phenol formaldehid yang sangat berbeda dengan produk yang diperoleh melalui katalis basa.

Reaksi dijalankan dalam batas yang telah ditentukan yaitu pada suhu

95 o C dengan tekanan konstan3 atm. Dengan perbandingan antara phenol dan formaldehid 10 : 8. kondisi operasi perlu benar-benar dijaga untuk menekan

H 2 SO 4

95 O

C, 3 atm

Mekanisme reaksi melibatkan protonasi gugus karbonil yang diikuti subtitusi aromatik elektrofilik pada posisi orto dan para. Di bawah kondisi-kondisi asam reaksi selanjutnya terjadi untuk memberikan jembatan metilena. Hasilnya adalah pembentukan pada tahap-tahap awal polimerisasi.

(Stevan, 1985) Jika tidak dipakai phenol berlebih, reaksi kondensasi berlangsung hingga resin tak larut (resit) yang memeliki berat molekul tinggi, sehingga pada prakteknya reaksi berhenti sampai gugus monometilol habis bereaksi.

1.4.2. Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku dan Produk

1.4.2.1 Spesifikasi Bahan Baku

1. Phenol

a. Sifat fisika Rumus molekul

:(C 6 H 5 OH )

Berat molekul

: 94,108 kg/kgmol

: 11 % H 2 O ΔG 298 : -32,89 kj/mol

ΔH 298

: -96,36 kj/mol : -96,36 kj/mol

(C 6 C 5 OCH 3 ).

2. Nitrasi phenol dengan HNO 3 encer menghasilkan isomer orto

a. Sifat-sifat fisis Rumus molekul

: CH 2 O

Berat molekul

: 30,026 kg/kgmol

Spesifik gravity

Titik didih

ΔG 298 : -109,91 kj/mol

ΔH 298

: -115,9kj/mol

( www.2spi.com, 2010 )

b. Sifat kimia

- Bereaksi denga n air dapat membentuk metilen gliko CH 2 O + H 2 O HO + CH 2 -OH

CH 2 O + CH 3 -COH + NaOH C(CH 2 OH) 2 + HCOONa ( Kirk & Othmer, 1999)

1.4.2.2 Spesifikasi Bahan Pembantu

1. Asam Sulfat

a. Sifat fisik Rumus molekul

:H 2 SO 4

Berat molekul

Spesifik gravity

Kenampakan

: jernih, kekuningan

Kemurnian

b. Sifat Kimia

1. Dengan basa membentuk garam dan air

H 2 SO 4 dan NaOH Na 2 SO 4 + 2H 2 O

2. Dengan garam membentuk garam dan asam lain

H 2 SO 4 dan 2 NaCl Na 2 SO 4 + 2HCl

3. Dengan alkohol membentuk eter dan air

2C 2 H 5 OH + H 2 SO 4 2 C H 5 OC 2 H 5 + H 2 O + H 2 SO 4 ( Perry, 1997 )

3. Natrium Hidroksida

a. Sifat fisik

Titik didih

: 145 C

Titik beku

b. Sifat Kimia

1. Dengan asam membentuk garam dan air

H 2 SO 4 dan NaOH Na 2 SO 4 + 2H 2 O

2. Dengan etanol akan menghasilkan natrium etanoat

C 2 H 5 OH + NaOH NaOC 2 H 5 + H 2 O ( www.fmc.com, 2009 )

1.4.2.3 Spesifikasi Produk Novolak Resin

a. Rumus molekul

: (C 7 H 6 O) 8

Berat molekul

: 848 kg/kgmol

:4%C 6 H 5 OH , 1,1 % H 2 O

ΔG 298 : 22,40 kj/mol

ΔH 298

: - 80 kj/mol

1. Tahan terhadap zat kimia

2. Terurai terhadap asam kuat

( Stevan, 1995 )

1.4.3 Tinjauan Proses secara Umum Pembentukan resin novolak dari phenol dan formaldehid merupakan reaksi polimerisasi fase cair. Reaksi tersebut merupakan reaksi polimerisasi kondensasi yaitu reaksi pembentukan polimer dari monomer-monomer phenol. Reaksi ini merupakan reaksi eksotermis. Reaksi berlangsung di dalam Reaktor Alir Tangki

Berpengaduk (RATB), menggunakan bantuan katalis asam sulfat (H 2 SO 4 ) pada suhu 95 o C dan tekanan 3 atm.

1.4.4 Kegunaan Produk Novolak Resin paling banyak digunakan untuk :

o solven dalam industri cat, lak dan vernis. o bahan tambahan dalam industri plastik. o solven pada cetakan, laminating, dan panel pada dinding dekorasi. o bahan perekat, khususnya untuk kayu lapis dan particle board. o bahan onderdil pada mesin sebagai pengganti logam.

2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk

a. Phenol

Rumus molekul : C 6 H 5 OH

Berat molekul

: 94, 108 gr/grmol

Kenampakan : tidak berwarna, berbau sedikit menusuk Kemurnian

( Kirk & Othmer, 1999 )

b. Formaldehid

Rumus molekul : CH 2 O

Berat molekul

: 30,026 gr/grmol

Kenampakan : tidak berwarna, berbau menyengat Kemurnian

( www.2spi.com, 31 Agustus 2010 )

c. Asam Sulfat ( sebagai katalis )

Rumus molekul : H 2 SO 4

Berat molekul

: 98,08 gr/grmol

Impuritas

:2%H 2 O

Spesifik gravity : 1,4812 ( Kirk & Othmer, 1999 )

c. Natrium Hidroksida Rumus molekul : NaOH Berat molekul

: 40,01 gr/grmol

d. Resin Novolak

Rumus molekul : ( C 7 H 6 O)n

Berat molekul

: 800 – 1000 gr/grmol

Spesifik gravity : 1,041 gr/cc Komposisi kandungan produk Novolak Resin : Kemurnian

Impuritas C 6 H 5 OH

2 H O : 1,1 %

( Stevan, 1995 )

Pembuatan resin novolak ( C 7 H 6 O)n merupakan reaksi antara phenol dan formaldehid dengan reaksi polimerisasi yang dapat digambarkan sebagai berikut :

C 6 H 5 OH + CH 2 O 1/8 [C 7 H 6 O] 8 + H 2 O Reaksi berlangsung dalam fase cair – cair, oleh karena itu reaktor yang dipilih adalah reaktor alir tangki berpengaduk. Reaksi yang terjadi bersifat eksotermis sehingga untuk mempertahankan suhu reaktor digunakan pendingin.

( Kirk & Othmer, 1999 )

2.2.2 Kondisi Operasi Reaksi pembuatan novolak resin ini berlangsung pada kondisi operasi:

: cair – cair

 Sifat reaksi

: reaksi searah, eksotermis

 Katalis

:H 2 SO 4 0,1 % phenol

( Kirk & Othmer, 1999 )

95 O

C, 3 atm

H 2 SO 4

dengan katalis asam sulfat merupakan reaksi polimerisasi. Mekanisme reaksinya adalah :

1. Protonasi dari formaldehid

2. Substitusi aromatik elektrofilik Novolak dengan posisi orto dan para

Hasil dari posisi orto dan posisi para adalah :

( Stevan, 1995 ) ( Stevan, 1995 )

CH 2 O +C 6 H 5 OH

   4 2 H SO 1/8 ( C 7 H 6 O)8 + H 2 O

Dengan perbandingan mol umpan formaldehid terhadap phenol adalah 8 : 10 , maka didapatkan berat molekul rata –rata untuk resin novolak adalah 850 kg/kmol. Penentuan Jumlah monomer, derajad polimerisasi ( DP ):

DP

BMgugusmon omer

BMrerata

kg kmol

kg kmol 118 , 106 ,

Jadi untuk membentuk polimer dengan berat molekul 850 kg/kgmol diperlukan 8,009 grek C6H5OH. Persamaan derajad polimerisasi:

Keterangan: DP

: derajad polimerisasi

( Stevan, 1995 )

Didapat harga konversi dari formaldehid ( Xa ) adalah 98,45%. Perhitungan konstanta kecepatan reaksi:

Perrsamaan kecepatan reaksi untuk orde 2 :

( -ra ) = k1.C A .C P

(Levenspiel,hal 103 ) 

= V/Fv = C A O .x A /( -ra )

Apabila

C A =C A O ( 1- x A )

Cp = Cpo - (C A0 x A ) dan C N =C W =C A O .x A Dalam ini :

C AO = konsentrasi formaldemula- mula ( Kmol/L ) Cpo = konsentrasi phenol mula – mula ( Kmol/L ) 

= waktu tinggal

V = volume reaktor ( L )

Fv

= laju alir

( kmol/jam )

x A = konversi formaldehid Data kinetika :  = waktu tinggal = 2-4 jam, dipilih  = 2 jam untuk konversi 0,9845

pada suhu 95 O C ( Odian,1991)

C AO /C PO = 8/10 R=C PO /C AO = 1.25

(-ra) = k.C A Cp

C A =C AO .(1-x A )

=C PO - (C AO x A )

(-ra) = k.C AO 2 (1- x A )(R-x A )

Dari keduas persamaan diatas apabila dimodifikasi akan didapatkan persamaan :

)( 1 ( . ( A AO A

= 2,99 x 10 4 L/Kmol. Jam

2.2.5. Tinjauan Thermodinamika Perhitungan harga tetapan konstanta kesetimbangan (K) dapat ditinjau

dari persamaan :

∆ G° = -RT ln K

: konstanta kesetimbangan

(J Smith Vannes,1985)

CH 2 O+ C 6 H 5 OH

   4 2 H SO 1/8 [C 7 H 6 O] 8 + H 2 O Data energi Gibbs Δ G 298 : Phenol

-32,89 kj/mol

Formaldehid

-109,91 kj/mol

Novolak Resin

22,40 kj/mol

Air

-237,129 kj/mol

∆G f °

=∆G f ° produk - ∆G f ° reaktan

= ( 22,40 + -237,129 ) – (-32,89 + -109,91 ) kj/mol = -71,929 kj/mol

= -71929 j/mol

∆ Gf°

= - RT ln K

-71929 j/mol

= - 8,314 J/mol. K x 298 K x ln K

ln K

= 4,059 x 10 12

Formaldehid

115,9 kj/mol

Novolak Resin 80 kj/mol Air

285,83 kj/mol

Maka panas pembentukan standar ( ΔH 298 ) : ΔH 298 = ΔH 298 produk - ΔH 298 reaktan

= (- 80 – ( - 285,83 ) ) – (-96,36 – (-115,9 )) = -153,57 KJ/mol = -153570 J/mol

Tanda negatif berarti, reaksi tersebut bersifat eksotermis. Besarnya konstanta kesetimbangan reaksi dapat dicari dengan rumus Clausius Claperion: Dari Smith Van Ness Equation (15.17)

K 368 = Konstanta kesetimbangan pada suhu 368 K K 298 = Konstanta kesetimbangan pada suhu 298 K T r = Suhu reaksi, 368 K

= Tetapan gas ideal =8,314 kJ/mol.K = Tetapan gas ideal =8,314 kJ/mol.K

= 7,5766 x 10 -6

K 368 = 3,075 x 10 17

Karena harga konstanta kesetimbangan sangat besar maka reaksi termasuk irreversible.

2.3 Diagram alir kualitatif Dapat dilihat pada gambar 2.1

2.4 Diagram alir kuantitatif Dapat dilihat pada gambar 2.2

2.5 Diagram alir proses Dapat dilihat pada gambar 2.3

2.6 Langkah proses Proses pembuatan resin novolak dari bahan baku phenol dan formaldehid dapat dibagi dalam 3 tahap, yaitu :

a. Tahap penyiapan bahan baku Formaldehid dengan kemurnian 37 % dan H 2 SO 4 sebagai katalis diaduk kemudian dialirkan phenol dari tangki penyimpanan menuju ke reaktor.

yang bersifat eksotermis yang terjadi dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) , menggunakan katalis asam sulfat.

Larutan umpan reaktor terdiri dari larutan fresh feed phenol, larutan formaldehid, dan larutan asam sulfat ( sebagai katalis ) serta larutan recycle dari produk bawah Menara Destilasi 1 ( MD-01 ) dan produk bawah Menara Destilasi 2 ( MD-02 ).

Larutan produk reaktor dengan suhu 95 O

C, 3 atm kemudian dipisahkan dengan menggunakan flashdrum yang sebelumnya tekanan diturunkan menjadi 1 atm dengan menggunakan ekspantion valve. Hasil bawah flashdrum yang banyak mengandung resin novolak dilakukan

proses netralisasi asam sulfat ( H 2 SO 4 ) dengan menggunakan NaOH. Produk Netraliser kemudian di pisahkan untuk mendapatkan resin novolak sesuai dengan spesifikasi pasar, sedang produk yang lain dimurnikan kembali. Produk atas dari falshdrum juga dimurnikan untuk dikembalikan ke reaktor sebagai umpan.

c. Tahap Pemurnian Hasil

Larutan produk reaktor dengan suhu 95 O

C, 3 atm kemudian dipisahkan dengan menggunakan flashdrum yang sebelumnya tekanan diturunkan menjadi 1 atm dengan menggunakan ekspantion valve. Hasil bawah flashdrum yang banyak mengandung resin novolak C, 3 atm kemudian dipisahkan dengan menggunakan flashdrum yang sebelumnya tekanan diturunkan menjadi 1 atm dengan menggunakan ekspantion valve. Hasil bawah flashdrum yang banyak mengandung resin novolak

2.7 Neraca Massa dan Neraca Panas Produk

: resin novolak 95,2 %

Kapasitas perancangan

: 22.000 ton/tahun

Waktu operasi selama 1 tahun : 330 hari Waktu operasi selama 1 hari

: 24 jam

2.7.1. Neraca Massa

Tabel 2.1 Neraca Massa Total

arus ( kg / jam )

komponen 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 CH2O

0 0 0 CH3OH

0,832 3,791 C6H5OH

632,027 518,262 113,765 H2SO4

0 0 0 0 0 0 [C7H6O]n

0 0 0 0 0 Na2SO4

0 4,517 jumlah

CH3OH 0,967

C6H5OH 31,810 2990,171 6,757 635,112

H2SO4

C7H60

b. Neraca massa di Netraliser Tabel 2.3 Neraca Massa di Netraliser

kmol kg CH2O

0 0 0,394 11,833 CH3OH

42,808 770,539 C6H5OH

0 0 6,757 635,112 H2SO4

0 0 0,000 0,000 C7H60

0 0 Na2SO4

0 0 0 0 0,032 4,517 Jumlah

kg/jam

kmol/j

kg/jam

kmol/j kg/jam CH2O

0 0 CH3OH

0,257 4,623 C6H5OH

6,716 632,027 C7H60

0 0 3,132 2655,704 Na2SO4

d. Neraca massa di Dekanter

Tabel 2.5 Neraca Massa di Dekanter

arus 8

arus 9

arus 10 Komp

kmol

kg

kmol/j

kg/jam

kmol/j kg/jam CH2O

0 0 0 0 0 0 CH3OH

0,211 3,791 C6H5OH 6,716

1,209 113,765 C7H60

0 0 3,132 2655,704 Na2SO4

Jumlah 10,136 3296,871

Kapasitas panas ( Kj/kmol ) Cp=A+BT+CT 2 +DT 3 komp

1.00E-05 CH3OH 40.152 0.31046

1.50E-06 H20

5.30E-07 C6H5OH 38.622 0.0011

2.30E-06 H2SO4

1.00E-06 C7H60

NaOH

87.639 -5.00E-04

0 1.20E-09 Na2SO4 233.52

0 1.60E-08

a. Neraca panas di reaktor Tabel 2.7 Neraca Panas di Reaktor

(kJ/jam)

(kJ/jam) Panas yang dibawa umpan

Panas yang dibawa produk

0 455326 Panas reaksi

Panas diserap pendingin

Jumlah

Keterangan

Input

Output (kJ/jam) (kJ/jam)

Panas yang dibawa umpan

445490

Panas yang dibawa produk

0 436487 Panas reaksi

-9002

Panas diserap pendingin

c. Neraca panas di Menara Destilasi II Tabel 2.9 Neraca Panas di Menara Destilasi II

Keterangan

Input (kJ/jam) Output (kJ/jam) panas yang dibawa umpan

252954

panas pada reboiler

2298202

panas yang dibawa destilat

0 246284 panas yang dibawa bottm

0 339533 panas pada kondensor

d. Neraca panas di Dekanter

Tabel 2.10 Neraca Panas di Dekanter

Keterangan

Input

Output (kJ/jam) (kJ/jam)

Panas yang dibawa umpan

145250

Panas yang dibawa produk atas 124661 Panas yang dibawa produk bawah

20589 total

145250

145250

KT OR KT

RA LISER RA

1 35 1

3 95 4

1 1 35 5

10

Gambar 2. 1 Diagram Alir Kualitatif

OR REAKT

RAL ISER RAL

AD IST IL ASI IL

TER DEKAN

Gambar 2. 2 Diagram Alir Kuantitatif Gambar 2. 2 Diagram Alir Kuantitatif

ro an c. se

DARI PHENOL DAN FORMALDEHID

an P id duks

F s ab

KAPASITAS 22.000 TON PER TAHUN

CD AC : Accumulator : Tangki

D CD : Condensor Pel : Pelletizer : Dekanter

00 hi

in

MD HE : Heat Exchanger : Menara Distilasi

T-02

1 152,05 1 FC AC LC TC

Asam sulfat

FC MD

RB R

: Reaktor : Pompa

: Level Indicator : Reboiler

CW : Cooling Water : Pressure Indicator

7 PI TI

: Temperature Indicator

vo

HW : Hot Water

LC

: Level Controller

tah

FC : Steam : Pressure Controller phenol : Temperature Controller R

PC TC FC : Flow Controller

lak

it : Mekanik

1 : Nomor Arus

95 : Pneumatik

NaOH T-04

ser : Tekanan, Atm

PRARANCANGAN PABRIK RESIN NOVOLAK DIAGRAM ALIR PROSES DARI PHENOL DAN FORMALDEHID KAPASITAS 22.000 TON PER TAHUN

Digambar Oleh : Nur Wika Arintiani Mamiek Wijayanti I1505018 I 1504011

ig

UNIVERSITAS SEBELAS MARET FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK KIMIA

Dosen Pembimbing:

ilib .u n

Ir. Muljadi, MSi

34 s.

a c. id

Tata letak pabrik merupakan suatu pengaturan yang optimal dari seperangkat fasilitas-fasilitas dalam pabrik. Tata letak yang tepat sangat penting untuk mendapatkan efisiensi, keselamatan, dan kelancaran kerja para pekerja serta keselamatan proses.

Untuk mencapai kondisi yang optimal, maka hal-hal yang harus diperhatikan dalam menentukan tata letak pabrik adalah :

1. Pabrik Novolak Resin ini merupakan pengembangan, sehingga penentuan lay out dibatasi oleh bangunan yang ada.

2. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di

masa depan.

3. Faktor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan ledakan, maka perencanaan lay out selalu diusahakan jauh dari sumber api, bahan panas, dan dari bahan yang mudah meledak, juga jauh dari asap atau gas beracun.

4. Sistem kontruksi yang direncanakan adalah outdoor untuk menekan biaya bangunan dan gedung, dan juga karena iklim Indonesia memungkinkan konstruksi secara outdoor.

5. Lahan terbatas sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian

dan pengaturan ruangan / lahan.

(Vilbrant, 1959) (Vilbrant, 1959)

b. Daerah proses

Merupakan daerah dimana alat proses diletakkan dan proses berlangsung.

c. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk.

Merupakan daerah untuk tangki bahan baku dan produk.

d. Daerah gudang, bengkel dan garasi.

Merupakan daerah untuk menampung bahan-bahan yang diperlukan oleh pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses.

e. Daerah utilitas

Merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan bahan pendukung proses berlangsung dipusatkan.

(Vilbrant, 1959) (Vilbrant, 1959)

1. Aliran bahan baku dan produk

Pengaliran bahan baku dan produk yang tepat akan memberikan keuntungan ekonomi yang besar serta menunjang kelancaran dan keamanan produksi.

2. Aliran udara

Aliran udara di dalam dan di sekitar area proses perlu diperhatikan kelancarannya. Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya stagnasi udara pada suatu tempat sehingga mengakibatkan akumulasi bahan kimia yang dapat mengancam keselamatan pekerja.

3. Cahaya

Penerangan seluruh pabrik harus memadai dan pada tempat- tempat proses yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu adanya penerangan tambahan.

4. Lalu lintas manusia

Dalam perancangan lay out pabrik perlu diperhatikan agar pekerja dapat mencapai seluruh alat proses dangan cepat dan mudah. Hal ini bertujuan apabila terjadi gangguan pada alat

5. Pertimbangan ekonomi Dalam menempatkan alat-alat proses diusahakan dapat menekan biaya operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik.

6. Jarak antar alat proses

Untuk alat proses yang mempunyai suhu dan tekanan operasi tinggi sebaiknya dipisahkan dengan alat proses lainnya, sehingga apabila terjadi ledakan atau kebakaran pada alat tersebut maka kerusakan dapat diminimalkan.

(Vilbrant, 1959) Tata letak alat-alat proses harus dirancang sedemikian rupa sehingga : - Kelancaran proses produksi dapat terjamin - Dapat mengefektifkan luas lahan yang tersedia - Karyawan mendapat kepuasan kerja agar dapat meningkatkan

produktifitas kerja disamping keamanan yang kerja

AREA PROSES

LABORATORIUM

POS

RUANG SERBA GUNA

AREA UTILITAS

MUSHOLA

Jalan Raya

AREA PARKIR

TRUK

POLIKLINIK

AREA PERLUASAN

GUDANG

PEMADAM KEBAKARAN

Gambar 2.4 Lay out Pabrik

Keterangan : T-01 : Tangki phenol T-02 : Tangki Formaldehid T-03 : Tangki Asam Sulfat T-04 : Tangki NaOH R

: Reaktor Fd : Flashdrum

Md 1 : Menara Destilasi I Md 1I : Menara Destilasi II N

: Netraliser

D : Dekanter Pell : Pelletizer

Gambar 2.5 Lay Out Peralatan

3.1. Reaktor

Kode

Fungsi : Sebagai tempat berlangsungnya reaksi antara

reaktan phenol

dan formaldehid yang menghasilkan produk Novolak resin dengan hasil samping berupa air.

Tipe : RATB ( Reaktor Alir Tangki Berpengaduk ) Jumlah

Kondisi Operasi

: T = 95 ºC

P = 3 atm

Waktu Tinggal

: 2 jam

Material

: Low-alloy steel SA-204 grade C

Tebal shell

: 0,3125 in

Jenis head

: elliptical dished head

Tebal head

: 0,4375 in

Tinggi head

: 0,5154 m

: 11,3434 ft

Pendingin  Tipe

: koil

 Susunan koil

: Helix

 Bahan Pendingin : air sungai  Jumlah lilitan :11 buah  IPS

: 3 in

 Diameter luar : 3,5 in  SN

 Diameter dalam : 3,068 in

 Diameter helix : 1,699 m  Jarak antar lilitan : 0,140 m  Tinggi koil

: 2,421 m

Pengaduk  Jenis

: Flat Blade Turbine dengan baffle  Jumlah

 Kecepatan putar : 73 rpm  Motor

: 7,5 hp

Fungsi : Sebagai tempat menetralkan H2SO4 produk dari reaktor Tipe

: Tangki berpengaduk

Kondisi opersi  Tekanan

:1 atm

 Suhu

: 146,43 C  Waktu tinggal : 0,5 jam

Spesifikasi  Diameter : 3,503 ft  Tinggi

 Tebal shell : 0,188 in

 Jenis head :Torisperical dished head  Tebal head : 0.1875 in  Material

:Carbon stell SA 283 Grade C

3.3. Menara Destilasi

Kode

: MD

Fungsi : Memisahkan produk dari impuritas yang tidak

menguntungkan

: 1,2 atm

Kondisi operasi  Puncak

:T= 103,98 o C

 Bawah

: T = 152,05 o C

Shell /Kolom  Diameter

: 1,362 m

 Tinggi total

: 9,917 m

 Tebal shell atas : 0,1875 in  Tebal shell bawah : 0,1875 in

Head  Tipe

: Torispherical head

 Tebal head atas : 0,1875 in  Tebal head bawah : 0,1875 in

Plate  Tipe

: Sieve tray

 Jumlah plate

: 7 ( tanpa reboiler)

 Plate spacing

: 0,4 m

 Plate umpan

: Plate ke 4 dari bawah

Fungsi : Memanaskan produk bawah Menara Distilasi Tipe

: Double pipe heat exchanger

Beban panas

: 2178266,706 Btu/jam

Luas transfer panas

: 198,824 ft2

Pipa dalam  Fluida

: hasil bawah Menara Distilasi

 Kapasitas

: 7268,282 lb/jam

 Material

: Carbon Steel SA 283 grade C

 Delta P

= 152,05 o C

T out

= 193,13 o C

 Panjang hair pin

: 12 ft

 Jumlah hair pin

: 23

Pipa luar  Fluida

: saturated steam

 Kapasitas

: 2613,679 lb/jam

: 220,746 Btu/j.F.ft 2

Ud

: 124,374 Btu/j.F.ft 2

Rd required

: 0,00315 j.F.ft 2 /Btu

Rd

: 0,003 j.F.ft 2 /Btu

Fungsi : Mengembunkan hasil atas menara distilasi sebagai

refluk

Tipe

: Double Pipe Heat Exchanger

Beban panas

: 1862774,034 Btu/jam

Luas transfer panas

: 134,762 ft2

Pipa dalam  Fluida

: air sungai

Pipa luar  Fluida

: produk atas Menara Distilasi

 Kapasitas

: 1791,27 lb/jam

 Material : Carbon Steel SA 283 grade C  Delta P

: 1,151E-08 psi

 Suhu

: T in = 101,75 o C

T out = 93,36 o C

 Panjang hair pin

: 15 ft

 Jumlah hair pin

Uc

: 81,995 Btu/j.F.ft 2

Ud

: 65,283 Btu/j.F.ft 2

Rd required

: 0,003 j.F.ft 2 /Btu

Rd

: 0,00335 j.F.ft 2 /Btu

Fungsi : Sebagai tempat pemisahan produk ( Novolak Resin ) dari phenol yang akan dikembalikan sebagai umpan

reaktor

Tipe

: Horisontal drum

Kondisi opersi

 Waktu tinggal: 25 menit

Spesifikasi  Diameter : 2,720 ft

 Panjang : 8,159 ft  Volume : 47,376 ft3  Tebal shell : 0,1875 in

 Jenis head :Torisperical dished head  Tebal head : 0,1875 in  Material :Carbon stell SA 283

Fungsi : Mendinginkan produk Netraliser sebagai umpan

Menara Distilasi

Tipe

: Double pipe heat exchanger

Jumlah

: 1 buah

Beban panas

: 133506,319 Btu/jam

Luas transfer panas

: 16,469 ft2

Pipa dalam  Fluida

: produk Netraliser

 Kapasitas

: 9057,945 lb/jam

 Material

: Carbon Steel SA 283 grade C

 Delta P

: 2,01E-07 psi

 Suhu

: T in

= 146,430 o C

T out

= 114,556 o C

 Panjang hair pin

: 15 ft

 Jumlah hair pin

 Kapasitas

: 404,870 lb/jam

 Material

: Carbon Steel SA 283 grade D

 Delta P

: 66,552 BTU / hr . Ft2 . F

Ud

: 50,011 BTU / hr . Ft2 . F

Rd required

: 0,003 hr. ft2 . F / BTU

Rd

: 0,004 hr. ft2 . F / BTU

3.7. Tangki Phenol

Kode

: T-01

Fungsi : Menyimpan Phenol selama 7 bulan Tipe

: Tangki silinder tegak dengan dasar datar ( falt bottom ) dan bagian atas berbentuk kerucut ( conical )

Material

: Carbon steel SA-283 grade C

Tebal shell

Tebal head

: 0,5 in

Tinggi head

: 5,46 ft

Tinggi total

: 34,6 ft

3.8. Tangki Asam Sulfat

Kode

: T-02

Fungsi : Menyimpan asam sulfat selama 6 bulan Tipe

: Tangki silinder tegak dengan dasar datar ( falt bottom ) dan bagian atas berbentuk kerucut ( conical )

Jumlah

: 1 buah

Material

: Carbon steel SA-283 grade C

Tebal shell

Tebal head

: 0,25 in

Tinggi head

: 1,82 ft

Tinggi total

: 13, 82 ft

3.9. Tangki Formaldehid

Kode

: T-03

Fungsi : Menyimpan formaldehid selama 6 bulan Tipe

: Tangki silinder tegak dengan dasar datar ( falt bottom ) dan bagian atas berbentuk kerucut ( conical )

Kondisi operasi

: Carbon steel SA-283 grade C

Kapasitas

: 418399,343 ft3

Tebal head

:1,75 in

Tinggi head

: 6,12 ft

Tinggi total

Fungsi : Memompa produk Netraliser ke Menara Destilasi Tipe

Kapasitas (gpm)

Tenaga pompa

: 0,166 Hp

Tenaga motor

: 0,25 Hp

NPSH required

: 2,59 ft

NPSH available

: 12,3 ft

SN

40

ID pipa = 1,315 in OD pipa

1,049

in

A inside

Fungsi : Mengalirkan hasil atas Menara Destilasi sebagai refluk umpan ke menara destilasi

Kapasitas (gpm)

: 6,808

Tenaga pompa

: 0,125 Hp

Tenaga motor

: 0,16 Hp

NPSH required

: 1,007 ft

NPSH available

: 53,125 ft

Pipa Nominal

OD pipa = 1,315 in ID pipa

1,049 in

A inside

0,006 ft 2

Bab IV

UNIT PENDUKUNG PROSES

4.1. Unit Pendukung Proses

Unit pendukung proses atau yang lebih dikenal dengan sebutan utilitas merupakan bagian penting untuk penunjang proses produksi dalam pabrik. Utilitas di pabrik resin novolak yang dirancang antara lain meliputi unit pengadaan air, unit pengadaan steam, unit pengadaan udara tekan, unit pengadaan listrik, dan unit pengadaan bahan bakar.

Unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik resin novolak adalah:

1. Unit pengadaan air Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi kebutuhan air sebagai berikut:

a. Air umpan boiler

b. Air konsumsi umum dan sanitasi

c. Air pendingin

2. Unit pengadaan steam Unit ini bertugas untuk menyediakan kebutuhan steam sebagai media pemanas pada Reboiler.

Unit ini bertugas untuk menyediakan udara tekan untuk kebutuhan instrumentasi pneumatic, untuk penyediaan udara tekan di bengkel, dan untuk kebutuhan umum yang lain.

4. Unit pengadaan listrik Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk peralatan proses, keperluan pengolahan air, peralatan - peralatan elektronik atau listrik AC, maupun untuk penerangan. Listrik dipenuhi dari PLN dengan jumlah 450 KW.dan generator sebagai cadangan bila listrik dari PLN mengalami gangguan.

5. Unit pengadaan bahan bakar Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk boiler dan generator

4.1.1. Unit Pengadaan Air

Air umpan boiler, air konsumsi umum dan sanitasi yang digunakan adalah air olahan yang diperoleh dari PT.Petrokimia Gresik sebanyak 144.000 m 3 per bulan yang diambil dari sungai Bengawan Solo.

4.1.1.1. Air pendingin

Air pendingin yang digunakan untuk mendinginkan fluida panas di HE ( heat exchanger ), kondenser , serta mendinginkan reaktor.

Untuk kebutuhan umpan boiler, sumber air yang digunakan adalah air olahan yang diperoleh dari PT.Petrokimia Gresik yang diambil dari sungai Bengawan Solo . Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler adalah sebagai berikut:

a. Kandungan yang dapat menyebabkan korosi Korosi yang terjadi di dalam boiler disebabkan karena air mengandung larutan-larutan asam dan garam-garam terlarut

b. Kandungan yang dapat menyebabkan kerak (scale reforming) Pembentukan kerak disebabkan karena kesadahan dan suhu yang tinggi, yang biasanya berupa garam-garam silikat dan karbonat

c. Kandungan yang dapat menyebabkan pembusaan (foaming) Air yang biasanya diambil dari proses pemanasan bisa menyebabkan foaming pada boiler, karena adanya zat-zat organik, anorganik, dan zat-zat tidak larut dalam jumlah yang besar. Efek pembusaan terjadi pada alkalinitas tinggi.

Pengolahan Air Umpan Boiler

Air yang berasal dari air olahan yang diperoleh dari PT Petrokimia Gresik yang diambil dari sungai Bengawan Solo belum memenuhi persyaratan untuk digunakan sebagai air umpan boiler, sehingga harus menjalani proses pengolahan terlebih dahulu. Air umpan Air yang berasal dari air olahan yang diperoleh dari PT Petrokimia Gresik yang diambil dari sungai Bengawan Solo belum memenuhi persyaratan untuk digunakan sebagai air umpan boiler, sehingga harus menjalani proses pengolahan terlebih dahulu. Air umpan

Pembentukan kerak pada boiler

Terjadinya korosi pada boiler

 Pembentukan busa di atas perrmukaan dalam drum boiler Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler meliputi:

a. Filtrasi

b. Demineralisasi

c. Deaerasi

4.1.1.3. Air Konsumsi Umum dan Sanitasi

Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium, kantor, perumahan, dan pertamanan. Air konsumsi dan sanitasi harus memenuhi beberapa syarat yang meliputi syarat fisik, syarat kimia, dan syarat bakteriologis. Syarat fisik :

Suhu air sama dengan suhu lingkungan

Warna jernih

Tidak mempunyai rasa dan tidak berbau Syarat kimia:

 Tidak mengandung zat organik maupun zat anorganik

Tidak beracun Syarat bakteriologis:

 Tidak mengandung bakteri-bakteri, terutama bakteri yang pathogen

4.1.1.4. Pengolahan Air

Pengolahan air untuk kebutuhan pabrik meliputi pengolahan secara fisik dan kimia, penambahan desinfektan maupun penggunaan ion exchanger . Pengolahan air melalui beberapa tahapan:

a. Sand filter Air baku dari air olahan yang diperoleh dari PT.Petrokimia Gresik yang diambil dari sungai Bengawan Solo ditampung dalam bak penampung awal. Dari bak penampung awal dialirkan ke filter. Filter yang digunakan adalah jenis gravity sand filter dengan menggunakan pasir kasar dan halus. Lalu air yang telah disaring ditampung ke bak penampung, dari bak penampung air dipompakan ke tangki air konsumsi dan ke unit demineralisasi

b. Unit demineralisasi Unit ini berfungsi untuk menghilangkan mineral-mineral yang

terkandung dalam air seperti Ca 2+ , Mg 2+ , K + , Fe 2+ , Al 3+ , HCO 3 - , SO 4 2- , Cl - dan lain-lain dengan bantuan resin. Air yang diperoleh adalah air bebas mineral yang sebagian akan diproses lebih lanjut

Demineralisasi diperlukan karena air umpan ketel dan air proses membutuhkan syarat-syarat sebagai berikut:

 Tidak menimbulkan kerak pada boiler maupun pada tube alat  penukar panas jika steam digunakan sebagai pemanas. Kerak

akan mengakibatkan turunnya efisiensi operasi.  Babas dari semua gas-gas yang mengakibatkan terjadinya

korosi, terutama gas O 2 dan gas CO 2

Air diumpankan ke cation exchanger yang berfungsi untuk menukar ion-ion positif/kation (Ca 2+ , Mg 2+ , K + , Fe 2+ , Al 3+ ) yang ada di air umpan. Alat ini sering disebut softener yang mengandung resin jenis hydrogen-zeolite dimana kation-kation dalam umpan akan ditukar dengan ion H + yang ada pada resin. Akibat tertukarnya ion H + dari kation-kation yang ada dalam air umpan, maka air keluaran cation exchanger mempunyai pH rendah

(3,7) dan Free Acid Material (FMA) yaitu CaCO 3 sekitar 12 ppm. FMA merupakan salah satu parameter untuk mengukur tingkat kejenuhan resin. Pada operasi normal FMA stabil sekitar 12 ppm, apabila FMA turun berarti resin telah jenuh sehingga perlu

diregenerasi dengan H 2 SO 4 dengan konsentrasi 4 % diregenerasi dengan H 2 SO 4 dengan konsentrasi 4 %

berfungsi sebagai alat penukar anion-anion (HCO 3 - , SO 4 2- , Cl - , NO 3 + , dan CO 3 - ) yang terdapat di dalam air umpan. Di dalam anion exchanger mengandung resin jenis Weakly Basic Anion Exchanger (WBAE) dimana anion-anion dalam air umpan ditukar dengan ion OH - dari asam-asam yang terkandung di dalam umpan exchanger menjadi bebas dan berkaitan dengan OH - yang lepas dari resin yang mengakibatkan terjadinya netralisasi sehingga pH air keluar anion exchanger kembali normal dan ada penambahan konsentrasi OH - sehingga pH akan cenderung basa. Batasan yang diijinkan pH (8,8-9,1), kandungan Na + = 0,08-2,5 ppm. Kandungan silica pada air keluaran anion exchanger merupakan titik tolak bahwa resin telah jenuh (12 ppm). Resin digenerasi menggunakan larutan NaOH 4%. Air keluaran cation dan anion exchanger ditampung dalam tangki air demineralisasi sebagai penyimpan sementara sebelum dipakai sebagai air proses dan sebelum diproses lebih lanjut di unit deaerator

Air yang sudah diolah di unit demineralisasi masih mengandung sedikit gas-gas terlarut terutama O 2 . Gas-tersebut dihilangkan dari unit deaerator karean menyebabkan korosi. Pada deaerator kadarnya diturunkan sampai kurang dari 5 ppm. Proses pengurangan gas-gas dalam unit deaerator dilakukan secara mekanis dan kimiawi. Proses mekanis dilakukan dengan cara mengontakkan air umpan boiler dengan uap tekanan rendah, mengakibatkan sebagian besar gas terlarut dalam air umpan terlepas dan dikeluarkan ke atmosfer. Selanjutnya dilakukan proses kimiawi

dengan penambahan bahan kimia hidrazin (N 2 H 4 ). Adapun reaksi

yang terjadi adalah:

2 N H 4 (aq) + O 2 2 N +2H 2 O

Gambar 4.1. Skema Pengolahan Air

4.1.1.5. Kebutuhan air

a. Kebutuhan Air Sungai Kebutuhan Air Sungai dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin

alat

kebutuhan

HE-01 180,047 L/jam kondenser

2560,535 L/jam

COIL-REAKTOR

12715,373 L/jam

Jumlah

15455,955 L/jam

Jumlah air sungai yang dibutuhkan sebagai media pendingin untuk coil, kondensor, maupun heat exchanger adalah sebesar = 15455,955L/jam

s a n d fi lt

Penampung

1 Penampung 2

A ir

a s n it a s i

K a ti o n

d e g a s if ie 4 r

a n io n

Penampung 3

Penampung 4

Air yang dibutuhkan untuk steam adalah 1162,311 L/jam

c. Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 4.2 Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi

Kebutuhan L/jam

Hidran/Taman

Jumlah air

Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi = 736,520 L

Total air yang disuplay dari PT. Petrokimia = make up air umpan boiler + air konsumsi + make up cooling tower = 2547,984 L/jam

4.1.2. Unit Pengadaan Steam

Steam yang diproduksi pada pabrik novolak resin ini digunakan sebagai pemanas reboiler. Steam yang dihasilkan dari boiler ini merupakan Steam yang diproduksi pada pabrik novolak resin ini digunakan sebagai pemanas reboiler. Steam yang dihasilkan dari boiler ini merupakan

: BO-01

Jenis

: Boiler pipa api

Jumlah

: 1 buah

Heating surface

: 1806,09 ft2

Rate of steam

: 2875,09 lb/jam

Tekanan steam

: 15,345 atm

Suhu steam

Bahan bakar

: IDO

Kebutuhan bahan bakar

: 133,954682 L/jam

4.1.3. Unit Pengadaan Udara Tekan

Kebutuhan udara tekan untuk perancangan pabrik Novolak ini diperkirakan sebesar 100 m 3 /jam, tekanan 6,775 atm dan suhu 32 °C. Alat untuk menyediakan udara tekan berupa kompressor yang dilengkapi dengan dryer yang berisi silika untuk menyerap air Spesifikasi kompressor yang dibutuhkan:

Fungsi : Memenuhi kebutuhan udara tekan Jenis

: Single Stage Reciprocating Compressor Jumlah

: 1 buah

Kapasitas

: 100 m 3 /jam

Tekanan suction

: 1 atm

Tekanan discharge

Daya kompressor

: 11 Hp

4.1.4. Unit Pengadaan Listrik

Kebutuhan tenaga listrik di pabrik asam adipat ini dipenuhi oleh PLN dan generator pabrik. Hail ini bertujuan agar pasokan tenaga listrik dapat berlangsung secara kontinyu, meskipun ada gangguan pasokan dari PLN.

Generator yang digunakan adalah generator bolak-balik karena tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar dan tegangannya dapat dinaikan atau diturunkan sesuai kebutuhan. Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari :

1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas

2. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi

4. Listrik untuk AC Besarnya kebutuhan listrik masing-masing keperluan di atas dapat diperkirakan sebagai berikut:

1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas Kebutuhan listrik untuk keperluan proses and keoerluan pengolahan air diperkirakan sebagai berikut:

Tabel 4.3 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas Nama

HP

kW

ef.l Total HP

PWT-02 PWT-03 PWT-04

ef.l 60% 20% 40%

Total HP 0.1162

Jumlah

11.00 K 11.00

= 29 kW

2. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi Diperlukan menggunakan tenaga listrik sebesar 10 kW

3. Listrik untuk penerangan Untuk menentukan besarnya tenaga listrik digunakan persamaan;

Dengan: L

: Lumen per outlet

a : Luas area, ft 2

F : Foot candle yang diperlukan (tabel 13 Perry 3 th ed)

: Koefisien utilitas (tabel 16 Perry 3 th ed)

D : Efisiensi lampu (tabel 16 Perry 3 th ed)

Perhitungan jumlah lumen dapat dilihat pada tabel 4.5 Tabel 4.5 Jumlah lumen berdasarkan luas bangunan

Bangunan

Luas, m 2 Luas, ft 2 F U

D Lumen

lux

batas max

Pos keamanan

20 0.49 0.80 137291 549 1000 Ruang kontrol

D U.

Bangunan

Luas, m 2 Luas, ft 2 F U

D Lumen

lux max Ruang generator

54 200 Jalan dan taman

14 20 Area perluasan

Jumlah lumen : Untuk penerangan luar ruangan

= 5009270.28 lumen

Untuk penerangan dalam bangunan =11424550.76 lumen Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu

flourescent 40 Watt, dimana satu lampu instant Starting Daylight 40 W

Jadi jumlah lampu dalam ruangan

= 11424551 / 2300 = 4968 buah

Untuk semua area luar bangunan direncanakan menggunakan lampu merkuri 100 Watt, dimana lumen output tiap lampunya 4200 lumen/watt.

mempunyai lumen output = 4200 lumrn/buah Jadi jumlah lampu luar ruangan = 5009270 / 4200

=1193 buah

Total daya penerangan adalah = ( 40 W x 4968 ) + (100 W x1193 )

= 318,02 kW Tabel 4.6 Total Kebutuhan Listrik

Kebutuhan

kW

1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas

2. Listrik untuk keperluan penerangan

3. Listrik untuk AC

4. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi

Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai efisiensi 90%, sehingga generator yang disiapakan harus mempunyai output sebesar 416,83 kW Dipilih menggunakan generator dengan daya 450 kW Spesifikasi generator yang diperlukan: Kode

: GU-01

Fungsi : Memenuhi kebutuhan listrik Jenis

: AC Generator

Bahan bakar

: IDO

Unit pengadaan bahan bakar mempunyai tugas untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar boiler dan generator. Jenis bahan bakar yang digunakan adalah IDO (Industrial Diesel Oil)

Pemilihan IDO sebagai bahan bakar didasarkan pada alasan:

1. Mudah didapat

2. Lebih ekonomis

3. Mudah dalam penyimpanan Bahan bakar IDO yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut: Specific Gravity

Pour Point ( ºF )

Sulphur Content

Water Content

Heating Value

: 16764 Btu/lb

Efisiensi bahan bakar

Kebutuhan bahan bakar dapat diperkirakan sebagai berikut: Kebutuhan bahan bakar dapat diperkirakan sebagai berikut:

= 2875,09 lb/jam

Kebutuhan bahan bakar = 133,954682 L/jam

b. Kebtuhan bahan bakar untuk generator Kapasitas generator

= 450 kW

Kebutuhan bahan bakar = 59,69 L/jam

Eff. ρ.h

MANAJEMEN PERUSAHAAN

5.1. Bentuk Perusahaan

Bentuk perusahaan yang direncanakan pada prarancangan pabrik Novolak resin ini adalah Perseroan Terbatas (PT). Perseroan Terbatas merupakan bentuk perusahaan yang mendapatkan modalnya dari penjualan saham, dimana tiap sekutu turut mengambil bagian sebanyak satu saham atau lebih. Saham adalah surat berharga yang dikeluarkan dari perusahaan atau perseroan terbatas tersebut dan orang yang memiliki saham berarti telah menyetorkan modal ke perusahaan, yang berarti pula ikut memiliki perusahaan. Dalam perseroan terbatas, pemegang saham hanya bertanggung jawab menyetor penuh jumlah yang disebutkan dalam tiap saham. Pabrik Resin Novolak yang akan didirikan mempunyai :

 Bentuk perusahaan

: Perseroan Terbatas (PT)

 Lapangan Usaha

: Industri Resin Novolak

 Lokasi Perusahaan : Kawasan Industri Gresik, Jawa timur Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan atas beberapa faktor, antara lain (Widjaja, 2003) :  Lokasi Perusahaan : Kawasan Industri Gresik, Jawa timur Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan atas beberapa faktor, antara lain (Widjaja, 2003) :

2. Tanggung jawab pemegang saham bersifat terbatas, artinya kelancaran produksi hanya akan ditangani oleh direksi beserta karyawan sehingga gangguan dari luar dapat dibatasi.

3. Kelangsungan hidup perusahaan lebih terjamin karena tidak terpengaruh dengan berhentinya pemegang saham, direksi berserta stafnya, dan karyawan perusahaan.

4. Mudah mendapat kredit bank dengan jaminan perusahaan yang sudah

ada.

5. Pemilik dan pengurus perusahaan terpisah satu sama lain, pemilik perusahaan adalah para pemegang saham dan pengurus perusahaan adalah direksi beserta stafnya yang diawasi oleh dewan komisaris.

6. Efisiensi dari manajemen Para pemegang saham dapat memilih orang yang ahli sebagai dewan komisaris dan direktur utama yang cukup cakap dan berpengalaman.

7. Lapangan usaha lebih luas Suatu Perseroan Terbatas dapat menarik modal yang sangat besar dari masyarakat, sehingga dengan modal ini PT dapat memperluas usahanya.

terpisah dari kekayaan pribadi

9. Mudah bergerak di pasar modal

5.2. Struktur Organisasi

Struktur organisasi merupakan salah satu faktor penting yang dapat menunjang kelangsungan dan kemajuan perusahaan, karena berhubungan dengan komunikasi yang terjadi dalam perusahaan demi tercapainya kerjasama yang baik antar karyawan. Untuk mendapatkan sistem organisasi yang baik maka perlu diperhatikan beberapa azas yang dapat dijadikan pedoman, antara lain (Widjaja, 2003) :

 Pendelegasian wewenang  Perumusan tujuan perusahaan dengan jelas  Pembagian tugas kerja yang jelas  Kesatuan perintah dan tanggung jawab  Sistem kontrol atas kerja yang telah dilaksanakan  Organisasi perusahaan yang fleksibel

Dengan berpedoman terhadap asas - asas tersebut, maka dipilih organisasi kerja berdasarkan Sistem Line and Staff. Pada sistem ini, garis wewenang lebih sederhana, praktis dan tegas. Demikian pula dalam pembagian tugas kerja seperti yang terdapat dalam sistem organisasi fungsional, sehingga seorang karyawan hanya akan bertanggung jawab pada seorang atasan saja.

orang yang ahli di bidangnya. Bantuan pikiran dan nasehat akan diberikan oleh staf ahli kepada tingkat pengawas demi tercapainya tujuan perusahaan. Menurut Djoko (2003), ada 2 kelompok orang yang berpengaruh dalam menjalankan organisasi kerja berdasarkan sistem garis dan staff ini, yaitu :

1. Sebagai garis atau lini, yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas

pokok organisasi dalam rangka mencapai tujuan.

2. Sebagai staff, yaitu orang - orang yang melakukan tugas sesuai dengan keahliannya, dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran - saran kepada unit operasional.