LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK Dimethyl Phthalate Dari Phthalic Anhydride Dan Methanol Kapasitas 30.000 Ton / Tahun.
LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK
PRARANCANGAN PABRIK DIMETHYL PHTHALATE
DARI PHTHALIC ANHYDRIDE DAN METHANOL
KAPASITAS 30.000 TON / TAHUN
Oleh :
Boestami Azis
D 500 020 003
Dosen Pembimbing
1. Akida Mulyaningtyas, ST, MSc
2. Agung Sugiharto, ST
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
2007
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK KIMIA
Nama
: Boestami Azis
NIM
: D500020003
Judul Tugas Prarancangan Pabrik : Dimethyl Phthalate Dari Phthalic
Anhydride Dan Methanol Kapasitas
30.000 Ton / Tahun
Dosen Pembimbing
: 1. Akida Mulyaningtyas, ST, MSc
2. Agung Sugiharto, ST
Surakarta, Januari 2007
Menyetujui,
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Akida Mulyaningtyas, ST, MSc
NIK. 893
Agung Sugiharto, ST
NIK. 100 984
Mengetahui,
Dekan
Ketua Jurusan
Ir. H. Sri Widodo, M.T.
NIK. 542
Ir. Haryanto, A.R., M.S.
NIP. 131.902.382
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillah, segala puji syukur penysun panjatkan kehadirat Allah SWT
yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat
menyelesaikan laporan tgas akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Dimethyl
Phthalate dari Phthalic Anhydride dan Methanol dengan kapasitas 30.000 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 bimbimgan yang sangat bermanfaat dari berbagai pihak. Oleh sebab itu
pada kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Ir. H. Haryanto A.R, M.S., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Ibu Akida Mulyaningtyas, ST, MSc., selaku Dosen Pembimbing I
3. Bapak Agung Sugiharto, S.T., selaku Dosen Pembimbing II
4. Bapak, Ibu, Kakakku dan Mbakku tercinta atas dukungan, doa yang tiada
putus dan kasih sayang selama ini.
5. 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 berdoa dan berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca
pada umumnya dan penyusun pada khususnya.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, Januari 2007
Penyusun
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii
INTISARI.............................................................................................................. iii
KATA PENGANTAR ......................................................................................... iv
DAFTAR ISI ....................................................................................................... v
DAFTAR TABEL ............................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR............................................................................................ viii
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 ................. 64
BAB V. MANAJEMEN PERUSAHAAN .......................................................... 87
BAB VI. ANALISIS EKONOMI........................................................................ . 102
KESIMPULAN..................................................................................................... 114
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
v
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 2.4
Neraca Massa di sekitar mixer-01..................................................... 18
Tabel 2.5
Neraca Massa di sekitar Reaktor....................................................... 19
Tabel 2.6
Neraca Massa di sekitar Menara Distilasi -01................................... 19
Tabel 2.7
Neraca Massa di sekitar Netraliser.................................................... 20
Tabel 2.8
Neraca Massa di Decanter................................................................. 20
Tabel 2.9
Neraca Massa di sekitar MD – 02..................................................... 21
Tabel 2.10 Neraca Panas di sekitar Mixer-01...................................................... 21
Tabel 2.11 Neraca Panas Di Sekitar Reaktor...................................................... 22
Tabel 2.12 Neraca Panas Di sekitar Netralizer (N-01)....................................... 23
Tabel 2.13 Neraca Panas di sekitar Heater (HE-01)......................................... 23
Tabel 2.14 Neraca Panas di sekitar Heater (HE-02).......................................... 24
Tabel 2.15 Neraca Panas di sekitar Heater (HE-03).......................................... 24
Tabel 2.16 Neraca Panas di sekitar Heater (HE-04).......................................... 24
Tabel 2.17
Neraca Panas di sekitar Heater (HE-05)......................................... 25
Tabel 2.18
Neraca Panas Di sekitar Cooler (CO-01)......................................... 25
Tabel 2.19
Neraca Panas di sekitar Cooler (CO-02).......................................... 26
Tabel 2.20
Neraca Panas di sekitar Cooler (CO-03).......................................... 26
Tabel 2.21 Neraca Panas di sekitar Menara distilasi (MD-01)........................... 27
Tabel 2.22 Neraca Panas di sekitar Menara distilasi (MD-02)........................... 27
Tabel 5.1.
Pembagian Jabatan Kerja.................................................................. 93
Tabel 5.2.
Sistem penggajian karyawan............................................................. 96
Tabel 5.3.
Sistem Pembagian Kerja................................................................... 97
Tabel 6.1. Cost Index Chemical Plant................................................................ 103
Tabel 6.2. Total Capital Investment ………………………………………....... 107
Tabel 6.4. Manufacturing Cost ……...……………………………………........ 108
vi
Tabel 6.3. Working Capital………...…………………………………….......... 109
Tabel 6.5. General Expenses ………...……………………………………....... 109
Tabel 6.6. Fixed Cost ………...…………………………………….………..... 111
Tabel 6.7. Variable Cost ………...…………………………………….……..... 111
Tabel 6.8. Regulated Cost ………...…………………………………….…...... 111
vii
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.............................................................. 68
Gambar 7. Struktur Organisasi Perusahaan........................................................... 101
Gambar 8. Hubungan Tahun Dengan Cost Indeks................................................ 103
Gambar 9. Grafik Analisa Ekonomi...................................................................... 113
viii
INTISARI
Pabrik Dimethyl Phthalate dengan bahan baku Phthalic Anhydride dan
Methanol kapasitas 30.000 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 Phthalic Anhydride sebesar 3.219,9298 kg per jam
dan Methanol sebesar 2.125,9307 kg per jam. Bahan baku penunjang NaOH 50
% sebesar 348,83063 kg/jam dan kebutuhan katalis Asam Sulfat sebesar
218,1984 kg/jam. Produk berupa Dimethyl Phthalate sebesar 3.787,8788 kg per
jam. Utilitas pendukung proses meliputi penyediaan air diperoleh dari sungai
sebesar 29.502,9740 kg per jam dan penyediaan saturated steam sebesar
5.201,5748 kg per jam yang diperoleh dari boiler dengan bahan bakar solar
sebesar 400,6618 liter per jam, kebutuhan listrik diperoleh dari generator
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 194.312.716.466 dan modal kerja sebesar Rp 128.476.756.854. Dari analisis
ekonomi terhadap pabrik ini menunjukkan keuntungan sebelum pajak Rp
73.332.682.353 per tahun setelah dipotong pajak 30 % keuntungan mencapai Rp
51.332.877.647 per tahun. Percent Return On Investment (ROI) sebelum pajak
37,74 % dan setelah pajak 26,42 %. Pay Out Time (POT) sebelum pajak selama
2,09 tahun dan setelah pajak 2,75 tahun. Break Even Time (BEP) sebesar 53,86
%, dan Shut Down Point (SDP) sebesar 35,79 %. Discounted Cash Flow (DCF)
terhitung sebesar 34,078 %. Dari data analisis kelayakan di atas disimpulkan,
bahwa pabrik ini menguntungkan dan layak untuk didirikan.
iii
PRARANCANGAN PABRIK DIMETHYL PHTHALATE
DARI PHTHALIC ANHYDRIDE DAN METHANOL
KAPASITAS 30.000 TON / TAHUN
Oleh :
Boestami Azis
D 500 020 003
Dosen Pembimbing
1. Akida Mulyaningtyas, ST, MSc
2. Agung Sugiharto, ST
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
2007
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK KIMIA
Nama
: Boestami Azis
NIM
: D500020003
Judul Tugas Prarancangan Pabrik : Dimethyl Phthalate Dari Phthalic
Anhydride Dan Methanol Kapasitas
30.000 Ton / Tahun
Dosen Pembimbing
: 1. Akida Mulyaningtyas, ST, MSc
2. Agung Sugiharto, ST
Surakarta, Januari 2007
Menyetujui,
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Akida Mulyaningtyas, ST, MSc
NIK. 893
Agung Sugiharto, ST
NIK. 100 984
Mengetahui,
Dekan
Ketua Jurusan
Ir. H. Sri Widodo, M.T.
NIK. 542
Ir. Haryanto, A.R., M.S.
NIP. 131.902.382
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillah, segala puji syukur penysun panjatkan kehadirat Allah SWT
yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat
menyelesaikan laporan tgas akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Dimethyl
Phthalate dari Phthalic Anhydride dan Methanol dengan kapasitas 30.000 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 bimbimgan yang sangat bermanfaat dari berbagai pihak. Oleh sebab itu
pada kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Ir. H. Haryanto A.R, M.S., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Ibu Akida Mulyaningtyas, ST, MSc., selaku Dosen Pembimbing I
3. Bapak Agung Sugiharto, S.T., selaku Dosen Pembimbing II
4. Bapak, Ibu, Kakakku dan Mbakku tercinta atas dukungan, doa yang tiada
putus dan kasih sayang selama ini.
5. 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 berdoa dan berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca
pada umumnya dan penyusun pada khususnya.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, Januari 2007
Penyusun
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. ii
INTISARI.............................................................................................................. iii
KATA PENGANTAR ......................................................................................... iv
DAFTAR ISI ....................................................................................................... v
DAFTAR TABEL ............................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR............................................................................................ viii
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 ................. 64
BAB V. MANAJEMEN PERUSAHAAN .......................................................... 87
BAB VI. ANALISIS EKONOMI........................................................................ . 102
KESIMPULAN..................................................................................................... 114
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
v
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 2.4
Neraca Massa di sekitar mixer-01..................................................... 18
Tabel 2.5
Neraca Massa di sekitar Reaktor....................................................... 19
Tabel 2.6
Neraca Massa di sekitar Menara Distilasi -01................................... 19
Tabel 2.7
Neraca Massa di sekitar Netraliser.................................................... 20
Tabel 2.8
Neraca Massa di Decanter................................................................. 20
Tabel 2.9
Neraca Massa di sekitar MD – 02..................................................... 21
Tabel 2.10 Neraca Panas di sekitar Mixer-01...................................................... 21
Tabel 2.11 Neraca Panas Di Sekitar Reaktor...................................................... 22
Tabel 2.12 Neraca Panas Di sekitar Netralizer (N-01)....................................... 23
Tabel 2.13 Neraca Panas di sekitar Heater (HE-01)......................................... 23
Tabel 2.14 Neraca Panas di sekitar Heater (HE-02).......................................... 24
Tabel 2.15 Neraca Panas di sekitar Heater (HE-03).......................................... 24
Tabel 2.16 Neraca Panas di sekitar Heater (HE-04).......................................... 24
Tabel 2.17
Neraca Panas di sekitar Heater (HE-05)......................................... 25
Tabel 2.18
Neraca Panas Di sekitar Cooler (CO-01)......................................... 25
Tabel 2.19
Neraca Panas di sekitar Cooler (CO-02).......................................... 26
Tabel 2.20
Neraca Panas di sekitar Cooler (CO-03).......................................... 26
Tabel 2.21 Neraca Panas di sekitar Menara distilasi (MD-01)........................... 27
Tabel 2.22 Neraca Panas di sekitar Menara distilasi (MD-02)........................... 27
Tabel 5.1.
Pembagian Jabatan Kerja.................................................................. 93
Tabel 5.2.
Sistem penggajian karyawan............................................................. 96
Tabel 5.3.
Sistem Pembagian Kerja................................................................... 97
Tabel 6.1. Cost Index Chemical Plant................................................................ 103
Tabel 6.2. Total Capital Investment ………………………………………....... 107
Tabel 6.4. Manufacturing Cost ……...……………………………………........ 108
vi
Tabel 6.3. Working Capital………...…………………………………….......... 109
Tabel 6.5. General Expenses ………...……………………………………....... 109
Tabel 6.6. Fixed Cost ………...…………………………………….………..... 111
Tabel 6.7. Variable Cost ………...…………………………………….……..... 111
Tabel 6.8. Regulated Cost ………...…………………………………….…...... 111
vii
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.............................................................. 68
Gambar 7. Struktur Organisasi Perusahaan........................................................... 101
Gambar 8. Hubungan Tahun Dengan Cost Indeks................................................ 103
Gambar 9. Grafik Analisa Ekonomi...................................................................... 113
viii
INTISARI
Pabrik Dimethyl Phthalate dengan bahan baku Phthalic Anhydride dan
Methanol kapasitas 30.000 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 Phthalic Anhydride sebesar 3.219,9298 kg per jam
dan Methanol sebesar 2.125,9307 kg per jam. Bahan baku penunjang NaOH 50
% sebesar 348,83063 kg/jam dan kebutuhan katalis Asam Sulfat sebesar
218,1984 kg/jam. Produk berupa Dimethyl Phthalate sebesar 3.787,8788 kg per
jam. Utilitas pendukung proses meliputi penyediaan air diperoleh dari sungai
sebesar 29.502,9740 kg per jam dan penyediaan saturated steam sebesar
5.201,5748 kg per jam yang diperoleh dari boiler dengan bahan bakar solar
sebesar 400,6618 liter per jam, kebutuhan listrik diperoleh dari generator
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 194.312.716.466 dan modal kerja sebesar Rp 128.476.756.854. Dari analisis
ekonomi terhadap pabrik ini menunjukkan keuntungan sebelum pajak Rp
73.332.682.353 per tahun setelah dipotong pajak 30 % keuntungan mencapai Rp
51.332.877.647 per tahun. Percent Return On Investment (ROI) sebelum pajak
37,74 % dan setelah pajak 26,42 %. Pay Out Time (POT) sebelum pajak selama
2,09 tahun dan setelah pajak 2,75 tahun. Break Even Time (BEP) sebesar 53,86
%, dan Shut Down Point (SDP) sebesar 35,79 %. Discounted Cash Flow (DCF)
terhitung sebesar 34,078 %. Dari data analisis kelayakan di atas disimpulkan,
bahwa pabrik ini menguntungkan dan layak untuk didirikan.
iii