PRARANCANGANPABRIK DIMETHYL PHTHALATE Prarancangan Pabrik Dimethyl Phthalate dari Phthalic Anhydride dan Methanol dengan kapasitas 40.000 Ton per tahun.
PRARANCANGAN
PABRIK DIMETHYL PHTHALATE
DARI PHTHALIC ANHYDRIDE DAN METHANOL
KAPASITAS 40.000 TON / TAHUN
Oleh :
Hermawan Jeriasaputro
D 500 020 026
Dosen Pembimbing
1. Akida Mulyaningtyas, ST, MSc
2. Agung Sugiharto, ST
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
2007
• Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman diantaramu dan
orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat. Dan
Allah Maha Mengetahui apa yang kamu kerjakan
(Q.S Mujaadilah:11)
• Dan jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu, sesungguhnya
Allah beserta orang-orang yang sabar.
( Q.S Al-Baqarah:153)
•
Tidak ada sesuatu musibah pun yang menimpa seseorang kecuali
dengan izin Allah. Dan barang siapa yang beriman kepada Allah,
niscaya Dia akan memberi petunjuk kepada hatinya. Dan Allah
Maha Mengetahui segala sesuatu.
(Q.S At-Taqhaabun:11)
• Ingatlah, dengan zikir mengingat Allah , hati akan menjadi tenteram.
(Q.S Ar-Ra’d :28)
• Usaha dan Doa adalah kunci sukses menuju keberhasilan
(”Jerry” Torres)
PERSEMBAHAN
Sebuah karya ini tercipta dalam perjalanan hidupku dan kupersembahkan
untuk :
Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan berkahnya atas
terselesainya karya ini
Rosululloh SAW yang menjadi pedoman dalam hidupku
Ayah dan Bunda yang memberikan doa dan kasih sayang yang
tiada henti-hentinya
Kakak dan adikku
yang selalu memberikan semangat dan
motivasi
Sobat seperjuanganku Bustami yang selalu sabar membantu dan
memotivasi untuk terus maju
Sobat-sobatku Mukhson, Jati, Wina, Farida yang selalu
membantuq dalam suka maupun duka
Teman-temanku Maria, Eka, Ari, Dodik, Affan, Sumirex, Yogo
selalu jaga persahabatan kita
Sobatku Thoat, Iyon, Kebun, Didi maldini terimakasih atas
motivasi dan persahabatan kita selama ini
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillah, segala puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah
SWT, yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya, sehingga penyusun
dapat menyelesaikan laporan tugas akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik
Dimethyl Phthalate dari Phthalic Anhydride dan Methanol dengan kapasitas
40.000 Ton per tahun”.
Tugas akhir prarancangan pabrik ini merupakan salah satu syarat yang
wajib diselesaikan oleh setiap mahasiswa guna mencapai gelar kesarjanaannya di
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dalam penyusunan laporan ini penyusun telah banyak menerima bantuan,
petunjuk dan bimbingan yang sangat bermanfaat dari berbagai pihak.
Oleh sebab itu pada kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih
kepada :
1. Bapak H. Haryanto, AR, MS., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia
2. Ibu Akida Mulyaningtyas, ST, MSc., selaku Dosen Pembimbing I.
3. Bapak Agung Sugiharto, ST., selaku Dosen Pembimbing II.
4. Bapak, Ibu, Kakakku dan adikku tercinta atas dukungan, doa yang tiada putus
dan kasih sayangnya selama ini.
5. Teman-teman angkatan 2002 Teknik Kimia UMS
6. Semua pihak yang tidak dapat disebut satu per satu
Penyusun telah berusaha semaksimal mungkin untuk memberikan yang
terbaik dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Namun kritik dan saran yang
bersifat membangun sangat diharapkan demi kesempurnaan laporan ini. Akhirnya
penyusun berdo’a dan berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi
pembaca pada umumnya dan penyusun pada khususnya.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, Januari 2007
Penyusun
iv
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii
INTISARI.............................................................................................................. iii
KATA PENGANTAR ......................................................................................... iv
PERSEMBAHAN................................................................................................. v
MOTTO................................................................................................................. vi
DAFTAR ISI ....................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... viii
DAFTAR TABEL................................................................................................. ix
BAB I. PENDAHULUAN ................................................................................. 1
1.1
Latar Belakang Pendirian Pabrik................................................... 1
1.2.
Pemilihan Kapasitas pabrik .......................................................... 2
1.3.
Pemilihan Lokasi Pabrik............................................................... 3
1.4.Tinjauan Pustaka .............................................................................. 5
1.4.1. Kegunaan Produk................................................................ 5
1.4.2. Sifat - Sifat Bahan Baku dan Produk................................... 5
1.4.3. Tinjauan Proses secara umum............................................. 7
BAB II. DESKRIPSI PROSES ............................................................................ 8
2.1.
Spesifikasi Bahan Baku dan Produk .......................................... 8
2.2.
Konsep Proses ............................................................................ 10
2.3.
Langkah Proses.............................................................................. 13
2.4.Neraca Massa dan Neraca Panas........................................................ 17
2.5.Tata Letak Pabrik dan Peralatan ...................................................... 28
BAB III. SPESIFIKASI ALAT ........................................................................... 34
BAB IV. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ................. 65
BAB V. MANAJEMEN PERUSAHAAN .......................................................... 88
BAB VI. ANALISIS EKONOMI........................................................................ . 105
KESIMPULAN..................................................................................................... 117
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1.
Kebutuhan Dimethyl Phthalate di Indonesia .................................. 2
Tabel 2.1.
Panas pembentukan (ΔH298) dan Energi Gibbs (ΔG298) .................... 11
Tabel 2.2
Nomor Arus Massa ........................................................................... 17
Tabel 2.3
Neraca Massa Total........................................................................... 18
Tabel 5.1.
Pembagian Jabatan Kerja.................................................................. 96
Tabel 5.2.
Sistem penggajian karyawan............................................................. 99
Tabel 5.3.
Sistem Pembagian Kerja................................................................... 100
Tabel 6.1. Cost Index Chemical Plant................................................................ 106
Tabel 6.2. Total Capital Investment ………………………………………....... 110
Tabel 6.4. Manufacturing Cost ……...……………………………………........ 111
Tabel 6.3. Working Capital………...…………………………………….......... 112
Tabel 6.5. General Expenses ………...……………………………………....... 112
Tabel 6.6. Fixed Cost ………...…………………………………….………..... 114
Tabel 6.7. Variable Cost ………...…………………………………….……..... 114
Tabel 6.8. Regulated Cost ………...…………………………………….…...... 114
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Diagram Alir Kualitatif....................................................................... 15
Gambar 2. Diagram Alir Kuantitatif..................................................................... 16
Gambar 3. Diagram Alir Massa............................................................................ 17
Gambar 4 Tata Letak Alat Proses ……………………………………………… . 33
Gambar 6. Unit Pengolahan Air Sungai.............................................................. 69
Gambar 7. Struktur Organisasi Perusahaan........................................................... 104
Gambar 8. Hubungan Tahun dengan Cost Index.................................................. 106
Gambar 8. Grafik Analisa Ekonomi...................................................................... 116
ix
viiii
INTISARI
Pabrik Dimethyl Phthalate dengan bahan baku Phthalate Anhydride dan
Methanol kapasitas 40.000 ton per tahun direncanakan beroperasi selama 330
hari per tahun. Proses pembuatan Dimethyl Phthalate dilakukan dalam reaktor
batch tangki berpengaduk yang dilengkapi dengan koil pendingin. Pada reaktor
ini reaksi berlangsung pada fase cair-cair, irreversible, eksotermis dengan
kondisi isothermal, non adiabatis pada suhu 100 oC dan pada tekanan 1 atm.
Pabrik ini digolongkan beresiko rendah karena kondisi operasi pada tekanan
atmosferis dan bahan baku bersifat non korosif.
Kebutuhan bahan baku Phthalate Anhydride sebesar 4.293,2397 kg per
jam dan Methanol sebesar 2.834,5743 kg per jam. Bahan baku penunjang NaOH
50 % sebesar 463,1074 kg/jam dan kebutuhan katalis Asam Sulfat sebesar
290,9312 kg/jam. Produk berupa Dimethyl Phthalate sebesar 5.050,5051 kg per
jam. Utilitas pendukung proses meliputi penyediaan air diperoleh dari sungai
sebesar 38.728,0604 kg per jam dan penyediaan saturated steam sebesar
5.921,1463 kg per jam yang diperoleh dari boiler dengan bahan bakar solar
sebesar 456,0883 liter per jam, kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan
generator set sebesar 800 kW dengan bahan bakar 5,7144 m3 per jam. Pabrik
ini didirikan dikawasan industri, Gresik, Jawa Timur dengan luas tanah 10.014
m2 dan jumlah karyawan 138 orang.
Pabrik Dimethyl Phthalate memerlukan modal tetap sebesar
Rp 227.224.055.055,7230 dan modal kerja sebesar Rp 168.726.270.516,5500.
Dari analisis ekonomi terhadap pabrik ini menunjukkan keuntungan sebelum
pajak Rp 122.358.324.145,8980 per tahun setelah dipotong pajak 30 %
keuntungan mencapai Rp 85.650.826.902,1287 per tahun. Percent Return On
Investment (ROI) sebelum pajak 53,85 % dan setelah pajak 37,69 %. Pay Out
Time (POT) sebelum pajak selama 1,57 tahun dan setelah pajak 2,10 tahun.
Break Even Time (BEP) sebesar 46,25 %, dan Shut Down Point (SDP) sebesar
31,40 %. Discounted Cash Flow (DCF) terhitung sebesar 39,906 %. Dari data
analisis kelayakan di atas disimpulkan, bahwa pabrik ini menguntungkan dan
layak untuk didirikan.
PABRIK DIMETHYL PHTHALATE
DARI PHTHALIC ANHYDRIDE DAN METHANOL
KAPASITAS 40.000 TON / TAHUN
Oleh :
Hermawan Jeriasaputro
D 500 020 026
Dosen Pembimbing
1. Akida Mulyaningtyas, ST, MSc
2. Agung Sugiharto, ST
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
2007
• Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman diantaramu dan
orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat. Dan
Allah Maha Mengetahui apa yang kamu kerjakan
(Q.S Mujaadilah:11)
• Dan jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu, sesungguhnya
Allah beserta orang-orang yang sabar.
( Q.S Al-Baqarah:153)
•
Tidak ada sesuatu musibah pun yang menimpa seseorang kecuali
dengan izin Allah. Dan barang siapa yang beriman kepada Allah,
niscaya Dia akan memberi petunjuk kepada hatinya. Dan Allah
Maha Mengetahui segala sesuatu.
(Q.S At-Taqhaabun:11)
• Ingatlah, dengan zikir mengingat Allah , hati akan menjadi tenteram.
(Q.S Ar-Ra’d :28)
• Usaha dan Doa adalah kunci sukses menuju keberhasilan
(”Jerry” Torres)
PERSEMBAHAN
Sebuah karya ini tercipta dalam perjalanan hidupku dan kupersembahkan
untuk :
Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan berkahnya atas
terselesainya karya ini
Rosululloh SAW yang menjadi pedoman dalam hidupku
Ayah dan Bunda yang memberikan doa dan kasih sayang yang
tiada henti-hentinya
Kakak dan adikku
yang selalu memberikan semangat dan
motivasi
Sobat seperjuanganku Bustami yang selalu sabar membantu dan
memotivasi untuk terus maju
Sobat-sobatku Mukhson, Jati, Wina, Farida yang selalu
membantuq dalam suka maupun duka
Teman-temanku Maria, Eka, Ari, Dodik, Affan, Sumirex, Yogo
selalu jaga persahabatan kita
Sobatku Thoat, Iyon, Kebun, Didi maldini terimakasih atas
motivasi dan persahabatan kita selama ini
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillah, segala puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah
SWT, yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya, sehingga penyusun
dapat menyelesaikan laporan tugas akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik
Dimethyl Phthalate dari Phthalic Anhydride dan Methanol dengan kapasitas
40.000 Ton per tahun”.
Tugas akhir prarancangan pabrik ini merupakan salah satu syarat yang
wajib diselesaikan oleh setiap mahasiswa guna mencapai gelar kesarjanaannya di
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dalam penyusunan laporan ini penyusun telah banyak menerima bantuan,
petunjuk dan bimbingan yang sangat bermanfaat dari berbagai pihak.
Oleh sebab itu pada kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih
kepada :
1. Bapak H. Haryanto, AR, MS., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia
2. Ibu Akida Mulyaningtyas, ST, MSc., selaku Dosen Pembimbing I.
3. Bapak Agung Sugiharto, ST., selaku Dosen Pembimbing II.
4. Bapak, Ibu, Kakakku dan adikku tercinta atas dukungan, doa yang tiada putus
dan kasih sayangnya selama ini.
5. Teman-teman angkatan 2002 Teknik Kimia UMS
6. Semua pihak yang tidak dapat disebut satu per satu
Penyusun telah berusaha semaksimal mungkin untuk memberikan yang
terbaik dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Namun kritik dan saran yang
bersifat membangun sangat diharapkan demi kesempurnaan laporan ini. Akhirnya
penyusun berdo’a dan berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi
pembaca pada umumnya dan penyusun pada khususnya.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, Januari 2007
Penyusun
iv
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii
INTISARI.............................................................................................................. iii
KATA PENGANTAR ......................................................................................... iv
PERSEMBAHAN................................................................................................. v
MOTTO................................................................................................................. vi
DAFTAR ISI ....................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... viii
DAFTAR TABEL................................................................................................. ix
BAB I. PENDAHULUAN ................................................................................. 1
1.1
Latar Belakang Pendirian Pabrik................................................... 1
1.2.
Pemilihan Kapasitas pabrik .......................................................... 2
1.3.
Pemilihan Lokasi Pabrik............................................................... 3
1.4.Tinjauan Pustaka .............................................................................. 5
1.4.1. Kegunaan Produk................................................................ 5
1.4.2. Sifat - Sifat Bahan Baku dan Produk................................... 5
1.4.3. Tinjauan Proses secara umum............................................. 7
BAB II. DESKRIPSI PROSES ............................................................................ 8
2.1.
Spesifikasi Bahan Baku dan Produk .......................................... 8
2.2.
Konsep Proses ............................................................................ 10
2.3.
Langkah Proses.............................................................................. 13
2.4.Neraca Massa dan Neraca Panas........................................................ 17
2.5.Tata Letak Pabrik dan Peralatan ...................................................... 28
BAB III. SPESIFIKASI ALAT ........................................................................... 34
BAB IV. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ................. 65
BAB V. MANAJEMEN PERUSAHAAN .......................................................... 88
BAB VI. ANALISIS EKONOMI........................................................................ . 105
KESIMPULAN..................................................................................................... 117
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1.
Kebutuhan Dimethyl Phthalate di Indonesia .................................. 2
Tabel 2.1.
Panas pembentukan (ΔH298) dan Energi Gibbs (ΔG298) .................... 11
Tabel 2.2
Nomor Arus Massa ........................................................................... 17
Tabel 2.3
Neraca Massa Total........................................................................... 18
Tabel 5.1.
Pembagian Jabatan Kerja.................................................................. 96
Tabel 5.2.
Sistem penggajian karyawan............................................................. 99
Tabel 5.3.
Sistem Pembagian Kerja................................................................... 100
Tabel 6.1. Cost Index Chemical Plant................................................................ 106
Tabel 6.2. Total Capital Investment ………………………………………....... 110
Tabel 6.4. Manufacturing Cost ……...……………………………………........ 111
Tabel 6.3. Working Capital………...…………………………………….......... 112
Tabel 6.5. General Expenses ………...……………………………………....... 112
Tabel 6.6. Fixed Cost ………...…………………………………….………..... 114
Tabel 6.7. Variable Cost ………...…………………………………….……..... 114
Tabel 6.8. Regulated Cost ………...…………………………………….…...... 114
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Diagram Alir Kualitatif....................................................................... 15
Gambar 2. Diagram Alir Kuantitatif..................................................................... 16
Gambar 3. Diagram Alir Massa............................................................................ 17
Gambar 4 Tata Letak Alat Proses ……………………………………………… . 33
Gambar 6. Unit Pengolahan Air Sungai.............................................................. 69
Gambar 7. Struktur Organisasi Perusahaan........................................................... 104
Gambar 8. Hubungan Tahun dengan Cost Index.................................................. 106
Gambar 8. Grafik Analisa Ekonomi...................................................................... 116
ix
viiii
INTISARI
Pabrik Dimethyl Phthalate dengan bahan baku Phthalate Anhydride dan
Methanol kapasitas 40.000 ton per tahun direncanakan beroperasi selama 330
hari per tahun. Proses pembuatan Dimethyl Phthalate dilakukan dalam reaktor
batch tangki berpengaduk yang dilengkapi dengan koil pendingin. Pada reaktor
ini reaksi berlangsung pada fase cair-cair, irreversible, eksotermis dengan
kondisi isothermal, non adiabatis pada suhu 100 oC dan pada tekanan 1 atm.
Pabrik ini digolongkan beresiko rendah karena kondisi operasi pada tekanan
atmosferis dan bahan baku bersifat non korosif.
Kebutuhan bahan baku Phthalate Anhydride sebesar 4.293,2397 kg per
jam dan Methanol sebesar 2.834,5743 kg per jam. Bahan baku penunjang NaOH
50 % sebesar 463,1074 kg/jam dan kebutuhan katalis Asam Sulfat sebesar
290,9312 kg/jam. Produk berupa Dimethyl Phthalate sebesar 5.050,5051 kg per
jam. Utilitas pendukung proses meliputi penyediaan air diperoleh dari sungai
sebesar 38.728,0604 kg per jam dan penyediaan saturated steam sebesar
5.921,1463 kg per jam yang diperoleh dari boiler dengan bahan bakar solar
sebesar 456,0883 liter per jam, kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan
generator set sebesar 800 kW dengan bahan bakar 5,7144 m3 per jam. Pabrik
ini didirikan dikawasan industri, Gresik, Jawa Timur dengan luas tanah 10.014
m2 dan jumlah karyawan 138 orang.
Pabrik Dimethyl Phthalate memerlukan modal tetap sebesar
Rp 227.224.055.055,7230 dan modal kerja sebesar Rp 168.726.270.516,5500.
Dari analisis ekonomi terhadap pabrik ini menunjukkan keuntungan sebelum
pajak Rp 122.358.324.145,8980 per tahun setelah dipotong pajak 30 %
keuntungan mencapai Rp 85.650.826.902,1287 per tahun. Percent Return On
Investment (ROI) sebelum pajak 53,85 % dan setelah pajak 37,69 %. Pay Out
Time (POT) sebelum pajak selama 1,57 tahun dan setelah pajak 2,10 tahun.
Break Even Time (BEP) sebesar 46,25 %, dan Shut Down Point (SDP) sebesar
31,40 %. Discounted Cash Flow (DCF) terhitung sebesar 39,906 %. Dari data
analisis kelayakan di atas disimpulkan, bahwa pabrik ini menguntungkan dan
layak untuk didirikan.