TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK ASAM FORMIAT DENGAN PROSES HIDROLISIS METIL FORMIAT KAPASITAS 40.000 TONTAHUN

PRARANCANGAN PABRIK ASAM FORMIAT DENGAN PROSES HIDROLISIS METIL FORMIAT KAPASITAS 40.000 TON/TAHUN

Oleh:

Nety Dwi Jayanti

I 1507035

Nurma Susanti

I 1507036

PROGRAM STUDI S-1 NON REGULER TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012

Puji Syukur kepada Allah Subhanaallahuwata’alla, karena rahmat dan ridho-Nya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Asam Formiat Dengan Proses Hidrolisis Metil Formiat Kapasitas 40.000 ton/tahun”.

Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan baik berupa dukungan moral maupun material dari berbagai pihak. Oleh karena itu sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi dan semangat yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah.

2. Endang Kwartiningsih, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I dan Ir. Muljadi, M.Si. selaku Dosen Pembimbing II atas bimbingan dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir.

3. Bregas S. T. Sembodo, S.T., M.T. selaku Dosen Penguji I dan Ir. Endang Mastuti selaku Dosen Penguji II dalam ujian pendadaran tugas akhir.

4. Enny Kriwiyanti A, S.T., M.T., selaku Ketua Program S1 Non Reguler Teknik Kimia UNS.

5. Inayati, S.T., M.T., Ph.D. selaku Pembimbing Akademik.

6. Teman-teman mahasiswa Teknik Kimia FT UNS khususnya angkatan 07. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari

sempurna. Oleh karena itu penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya.

Surakarta, Maret 2012 Penulis

IV.1.1.3. Air Umpan Boiler………………………….. 74

IV.1.1.4. Air Konsumsi dan Sanitasi………………… 78

IV.1.2. Unit Pengadaan Steam……………………………….. 79

IV.1.3. Unit Pengadaan Udara Tekan……………………….. 80

IV.1.4. Unit Pengadaan Listrik……………………………….. 81

IV.1.4.1. Listrik Untuk Keperluan Proses Dan Utilitas. 82

IV.1.4.2. Listrik Untuk Penerangan…………………... 84

IV.1.4.3. Listrik Untuk AC…………………………… 86

IV.1.4.4. Listrik

Untuk

Laboratorium

dan Instrumentasi……………………………….. 87

IV.1.5. Unit Pengadaan Bahan Bakar ……………………….. 87

IV.2. Laboratorium………………………………………………….. 88

IV.2.1. Laboratorium Fisik dan Analitik…... ………………... 90

IV.2.2. Laboratorium Penelitian dan Pengembangan………….. 91

IV.2.3. Analisa Air…………………..……………………….. 91

IV.3. Unit Pengolahan Limbah…………………………………….... 92

IV.4. Keselamatan dan Kesehatan Kerja…………………………….. 94 BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN

V.1. Bentuk Perusahaan…………………………………………….. 95

V.2. Struktur Organisasi…………………………………………..... 96

V.3. Tugas dan Wewenang…………………………………………. 99

V.3.1. Pemegang Saham……………………………………… 99

V.3.3. Dewan Direksi…………………………………………. 100

V.3.4. Staf Ahli……………………………………………….. 102

V.3.5. Penelitian dan Pengembangan (Litbang)……………… 102

V.3.6. Kepala Bagian…………………………………………. 102

V.3.7. Kepala Seksi…………………………………………… 106

V.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan……………………………… 107

V.4.1. Karyawan non shift / harian…………………………… 107

V.4.2. Karyawan Shift……..………………………………….. 107

V.5. Status Karyawan dan Sistem Upah……………………………. 109

V.5.1. Karyawan Tetap……………………………………….. 109

V.5.2. Karyawan Harian……………………………………… 109

V.5.3. Karyawan Borongan…………………………………… 109

V.6. Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji………….. 110

V.6.1. Penggolongan Jabatan…………………………………. 110

V.6.2. Jumlah Karyawan dan Gaji……………………………. 111

V.7. Kesejahteraan Sosial Karyawan……………………………….. 112

V.8. Manajemen Perusahaan………………………………………... 113

V.8.1. Perencanaan Produksi…………………………………. 114

V.8.2. Pengendalian Produksi………………………………… 118 BAB VI ANALISA EKONOMI

VI.1. Dasar Perhitungan……………………………………………... 119

VI.2. Penaksiran Harga Peralatan …………………………………… 120

VI.3.1. Fixed Capital Invesment (FCI)………………………… 123

VI.3.2. Working Capital Investment (WCI)…………………… 124

VI.3.3. Total Capital Investment (TCI)………………………... 124

VI.4. Penentuan Manufacturing Cost (TMC)……………………….. 124

VI.4.1. Direct Manufacturing Cost (DMC)…………………… 124

VI.4.2. Indirect Manufacturing Cost (IMC)…………………... 125

VI.4.3. Fixed Manufacturing Cost (FMC)…………………….. 125

VI.4.4. Total Manufacturing Cost (TMC)……………………... 126

VI.5. Penentuan Total Production Cost (TPC)……………………… 126

VI.5.1. General Expense (GE)………………………………… 126

VI.5.2. Total Production Cost (TPC)………………………….. 127

VI.6. Profitability……………………………………………………. 127

VI.7. Analisa Kelayakan…………………………………………….. 128

Daftar Pustaka ……………………………………………………………….... 133 Lampiran A. Data-Data Sifat Fisis ……………………………………………. 136 Lampiran B. Neraca Massa …………………………………………………… 141 Lampiran C. Neraca Panas ……………………………………………………. 149 Lampiran D. Perancangan Reaktor …………………………………………… 165

Tabel IV.3 Jumlah Kebutuhan Air................................................................. 79 Tabel IV.4 Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas............... 82 Tabel IV.5 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan................................ 84 Tabel IV.6 Total Kebutuhan Listrik Pabrik.................................................... 87 Tabel V.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift............................................

Tabel V.2 Jumlah Karyawan Menurut Jabatan..........................................

Tabel V.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan....................................

Tabel VI.1 Indeks Harga Alat.....................................................................

Tabel VI.2 Fixed Capital Invesment............................................................

Tabel VI.3 Direct Manufacturing Cost........................................................

Tabel VI.4 Indirect Manufacturing Cost.....................................................

Tabel VI.5 Fixed Manufacturing Cost.........................................................

Tabel VI.6 General Expense.......................................................................

Tabel VI.7 Variable Cost............................................................................

Tabel VI.8 Regulated Cost..........................................................................

Tabel VI.9 Analisa Kelayakan.....................................................................

Gambar I.1 Grafik impor asam formiat di Indonesia dari tahun 2001– 2010…...…….………………………………………………... 3

Gambar I.2 Gambar pemilihan lokasi pabrik…...…….…………………… 9

Gambar II.1 Diagram Alir Kualitatif………………………………………. 28 Gambar II.2 Diagram Alir Kuantitatif……………………………………... 29 Gambar II.3 Diagram Alir Proses………………………………………...... 30 Gambar II.4 Tata Letak Pabrik Asam Formiat……..……………………… 42 Gambar II.5 Tata Letak Peralatan Proses………………………………….. 45 Gambar IV.1 Skema Pengolahan Air Sungai……………..………………… 71 Gambar V.1 Struktur Organisasi Pabrik Asam Formiat…………………… 99 Gambar VI.1 Chemical Engineering Cost Index…………………………... 121 Gambar VI.2 Grafik Analisa Kelayakan ……...…….……………………. 131

Nety Dwi Jayanti dan Nurma Susanti, 2012, Prarancangan Pabrik Asam Formiat dengan Proses Hidrolisis Metil Formiat, Kapasitas 40.000 ton/tahun. Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

Asam formiat banyak digunakan sebagai koagulan pada karet alam, pengatur pH pada proses pewarnaan dalam industri tekstil, digunakan pada proses penyamakan pada industri kulit. Prarancangan pabrik asam formiat dengan proses hidrolisis metil formiat kapasitas 40.000 ton/tahun dengan bahan baku metil formiat 76.235,9 ton/tahun dan air 457.415,2 ton/tahun. Pabrik ini direncanakan didirikan di Palembang, Sumatera Selatan pada tahun 2015 dan beroperasi pada tahun 2016.

Pembentukan asam formiat merupakan reaksi hidrolisis yang dilakukan dengan cara mereaksikan metil formiat dengan air. Reaksi yang terjadi adalah reaksi endotermis dan dilakukan dalam reaktor alir tangki berpengaduk (RATB). Tahap reaksi ini berlangsung pada kondisi 80 o

C dan tekanan 3 atm. Produk yang

dihasilkan adalah asam formiat dengan kemurnian 85% sebagai produk utama dan metanol dengan kemurnian 99% sebagai produk samping. Tahapan proses meliputi persiapan bahan baku metil formiat dan air, pembentukan asam formiat di reaktor, dan pemurnian hasil di menara distilasi. Untuk menunjang proses produksi, maka didirikan unit pendukung yaitu unit utilitas yang meliputi pengadaan dan pengolahan air, listrik, steam, bahan bakar, dan udara tekan. Laboratorium digunakan untuk menjaga mutu dan kualitas bahan baku dan produk sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan.

Bentuk perusahaan yang dipilih adalah Perseroan Terbatas (PT), dengan struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari karyawan shiff dan non-shift. Dari hasil analisa ekonomi diperoleh, ROI (Return on Investment) sesudah pajak sebesar 31,50%, POT (Pay Out Time) sesudah pajak selama 2,4 tahun, BEP (Break Even Point) 42,41%, dan SDP (Shutdown Point) 36,16%. Sedangkan DCF ( Discounted Cash Flow ) sebesar 20,94%. Jadi dari segi ekonomi pabrik tersebut layak untuk didirikan.

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Seiring dengan perkembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) berkembang pula industri-industri, khususnya industri kimia. Kehadiran industri kimia menunjang kehidupan manusia, baik di bidang kesehatan, keamanan maupun pendidikan.

Asam formiat (HCOOH) merupakan turunan pertama dari senyawa karboksilat. Senyawa asam formiat terdapat dalam tubuh semut merah sehingga biasa disebut asam semut. Asam formiat digunakan untuk proses koagulasi karet alam. Indonesia merupakan salah satu produsen karet terbesar setelah Malaysia, maka kebutuhan bahan kimia ini cukup besar. Selain itu kegunaan asam formiat yang lain adalah sebagai bahan pengatur pH pada proses pewarnaan dalam industri tekstil, dan digunakan pada proses penyamakan kulit (Kirk and Othmer, 1994).

Kebutuhan asam formiat di dalam negeri dan luar negeri terus meningkat setiap tahunnya, sedangkan penyediaan untuk kebutuhan dalam negeri sebagian dipenuhi oleh PT. Sintas Kurama Perdana dan sisanya dipenuhi dengan cara impor. Oleh karena itu pabrik asam formiat perlu didirikan di Indonesia untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri maupun untuk diekspor sehingga meningkatkan devisa negara, membuka lapangan kerja baru untuk penduduk di sekitar wilayah industri yang akan didirikan, mendorong berdirinya industri- industri baru yang menggunakan bahan baku asam formiat.

Ada beberapa pertimbangan dalam penentuan kapasitas pabrik asam formiat, diantaranya sebagai berikut :

1. Kebutuhan dalam negeri Meskipun asam formiat telah diproduksi di dalam negeri, namun hingga kini Indonesia masih mengimpor komoditi tersebut. Impor asam formiat Indonesia cenderung meningkat. Data impor asam formiat di Indonesia sampai tahun 2010 dapat dilihat pada tabel I.1

Tabel I.1. Kebutuhan Impor Asam Formiat di Indonesia (http://data.un.org/comodity/import/formicacid/indonesia.htm)

Tahun

Impor ( kg )

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

1.303.761 1.269.804 2.840.894 2.536.515 3.142.590 4.004.642 3.149.913 1.627.147 1.619.794 2.232.766

Gambar I.1 Grafik impor asam formiat di Indonesia dari tahun 2001 – 2010 Dari gambar I.1. di atas, bila dilakukan pendekatan regresi linier, akan diperoleh persamaan :

y = 45,118x + 2.000.000

dengan : y = jumlah impor asam formiat

x = tahun ke –n Pada perancangan pabrik asam formiat yang direncanakan akan didirikan dan berproduksi di Indonesia pada tahun 2016, maka dari persamaan empiris hubungan antara kapasitas dan tahun diperoleh kebutuhan asam formiat pada

tahun 2016 adalah sebesar 2.721.888 kg ( ≈ 2.721,888 ton).

Sebagian asam formiat akan diekspor ke beberapa negara di Asia Tenggara. Kebutuhan asam formiat di beberapa negara Asia Tenggara dapat dilihat pada table I.2.

(http://data.un.org/comodity/import/formicacid.htm)

Negara

Tahun

Impor ( kg )

2. Ketersediaan bahan baku Bahan baku merupakan kelanjutan proses produksi sehingga harus terus ada agar proses produksi bisa berlanjut. Bahan baku metil formiat diimpor dari Lubon Industry Co., Ltd, Jiangsu, Cina dengan kapasitas 80.000 ton/tahun sedangkan kebutuhan bahan baku metil formiat sebesar 76.235,2 ton/tahun. Kebutuhan bahan baku air diperoleh dari Sungai Musi, Palembang.

Penentuan kapasitas minimal berdasarkan pada kapasitas pabrik yang telah berproduksi dan layak untuk didirikan. Tabel I.3 menunjukkan kapasitas beberapa pabrik asam formiat di berbagai negara dan kapasitasnya.

Tabel I.3. Pabrik asam formiat yang telah beroperasi ( http://icis.com/chemicalprofile/formicacid.htm)

Produsen

Kapasitas (Ton/Tahun)

Ludwigshafen, Jerman BASF-Yangzi

Nanjing, Cina

BP*

Hull, UK Celanese**

Pampa, Texas, US Feicheng Acid Chemical

Feicheng, Cina Gujarat Narmada Valley

Bharuch, India Jinan Petrochemical

Jinan, Cina

Kemira

Oulu, Finlandia

Perstorp

Perstorp, Swedia

Polioli

Vercelli, Italia PT. Sintas Kurama Perdana

Cikampek, Indonesia Rashtriya Chemicals

Thal, India

Samsung

Ulsan, Korea Selatan Shandong Feichen Chemical

Feicheng, Cina Shanxi Yuanping Chemical

Yuanping, Cina

: Pabrik tutup pada tahun 2006

: Pabrik tutup pada tahun 2008 Jika dilihat dari kebutuhan dalam negeri maka pada perancangan pabrik asam formiat ini direncanakan kapasitas 40.000 ton/tahun pada tahun 2016, dengan alasan :

1. Sasaran utama untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri sehingga ketergantungan impor dapat dikurangi.

2. Sisa dari kebutuhan dalam negeri nantinya akan diekspor ke Malaysia, Vietnam dan Thailand.

3. Dengan kapasitas produksi ini sudah memenuhi kapasitas yang sudah ada di dalam negeri maupun kapasitas minimum dunia sebesar 10.000 ton/tahun.

I.3. Pemilihan Lokasi Pabrik

Pemilihan lokasi pabrik sangat penting dalam perancangan pabrik karena hal ini berhubungan langsung dengan nilai ekonomis pabrik yang akan dibangun. Pabrik asam formiat ini direncanakan akan dibangun di Palembang, Sumatera Selatan. Ada beberapa faktor yang harus diperhatikan untuk menetukan lokasi pabrik yang akan dirancang agar secara teknis dan ekonomis menguntungkan. Adapun faktor – faktor yang harus diperhatikan yaitu :

1. Faktor Primer

a. Keberadaan bahan baku a. Keberadaan bahan baku

b. Pemasaran produk dan sarana transportasi Lokasi pabrik di daerah Palembang, Sumatera Selatan sangat strategis untuk pemasaran produk karena Sumatera Selatan merupakan penghasil karet terbesar di Indonesia. Industri pengolahan karet di Sumatera antara lain PT. Adei Crumb Rubber Factory, PT. Aneka Bumi Pratama, PT. Darmasindo Intikaret, PT. Darmex Industries, PT. Djambi Waras, PT. Kisaran Raya Rubber Industry, PT. Hadi Baru, PT. Hok Tong, PT. Madjin Crumb Rubber Factory, PT. Pantja Surya, PT. Parasawita, PT. Perimex Crumb Rubber Factory, PT. Rubber Hock Lie, PT. Sunan Rubber dan lain- lain. Palembang merupakan kawasan industri, maka komunikasi dan transportasi di Palembang, Sumatera Selatan cukup baik. Dalam hal ini diharapkan arus bahan baku dan produk dapat berjalan dengan lancar. Transportasi baik darat, laut maupun udara cukup baik dan mudah diperoleh di daerah Palembang.

c. Tenaga kerja Tersedianya tenaga kerja yang terampil mutlak diperlukan untuk menjalankan mesin – mesin produksi. Sumatera Selatan, khususnya Palembang merupakan kawasan industri yang sudah mapan. Untuk c. Tenaga kerja Tersedianya tenaga kerja yang terampil mutlak diperlukan untuk menjalankan mesin – mesin produksi. Sumatera Selatan, khususnya Palembang merupakan kawasan industri yang sudah mapan. Untuk

d. Penyediaan utilitas Utilitas yang diperlukan adalah listrik, air, udara tekan dan bahan bakar. Untuk penyediaan air dapat diperoleh dari Sungai Musi. Sedangkan bahan bakar sebagai sumber energi dapat diperoleh dengan membeli dari Pertamina Sei Gerong, Plaju, Sumatera Selatan dan untuk listrik didapat dari PLN dan penyediaan generator sebagai cadangan.

2. Faktor sekunder

a. Karakteristik lokasi Karakteristik lokasi ini menyangkut iklim di daerah tersebut, kemungkinan terjadinya banjir, serta kondisi sosial masyarakat. Kondisi iklim di Palembang seperti iklim di Indonesia pada umumnya dan tidak membawa pengaruh besar pada proses produksi.

b. Faktor – faktor lain Palembang merupakan kawasan industri yang sudah ditetapkan oleh pemerintah sehingga hal – hal yang sangat dibutuhkan dalam kelangsungan proses produksi suatu pabrik telah tersedia dengan baik seperti sarana transportasi, energi, keamanan lingkungan, faktor sosial, serta perluasan pabrik.

Gambar I.2 Gambar Pemilihan Lokasi Pabrik

I.4 Tinjauan Pustaka

I.4.1. Macam-macam Proses

Ada beberapa proses yang dikenal dalam pembuatan asam formiat, yaitu :

1. Oksidasi hidrokarbon pada fase cair

Pada proses ini asam formiat didapat dari hasil samping oksidasi butane atau naphta ringan pada pembuatan asam asetat. Reaksi yang terjadi :

C 4 H 10 (g) +O 2 (g)

3 CH COOH (l) + HCOOH (l) (I.1)

Butane segar, recycle butane dan udara diumpankan ke dalam reaktor yang dikondisikan pada suhu 180 °C dan tekanan 50 atm. Produk dari butane yang tidak bereaksi dipisahkan oleh separator gas-cair dan separator cair-cair. Pada separator gas-cair fasa atas yang kaya akan

PUSRI

SUNGAI MUSI

suhu -5 °C sebelum dikirim ke absorber untuk diambil kandungan butananya. Pada separator cair-cair dipisahkan fase bawah yaitu asam asetat, air, metil etil keton, metil asetat, etil asetat, asetaldehid, dan asam formiat yang diumpankan ke kolom produk ringan. Hasil bawah kemudian dimasukkan ke kolom solvent untuk diambil aseton, metil asetat, etil asetat, dan metil etil keton. Sisanya dikeringkan dan melalui serangkaian kolom distilasi, maka asam formiat dapat diperoleh. Yield dari asam formiat adalah sekitar 1 lb tiap 20 lb asam asetat yang dihasilkan. Kemurnian asam formiat yang dihasilkan pada proses ini mencapai 99% (Mc. Ketta, 1975).

2. Reaksi Hidrolisis Formamide Reaksi yang terjadi :

CO (g) + CH 3 OH (l)

HCOOHC 3 (l) (I.2) HCOOHC 3(l) + NH 3(g) HCONH 2(l) + CH 3 OH (l)

(I.3) 2HCONH 2(l) +H 2 SO 4(l) +2H 2 O (l) 2HCOOH (l) + (NH 4 ) 2 SO 4(l) (I.4) Karbonasi metanol dengan gas CO membentuk metil formiat pada temperatur 80 ˚C dan tekanan 45 atm. Pada tahap ini, ditambahkan katalis sodium (sodium metoxide) 2% berat kebutuhan metanolnya. Kemudian terjadi amolisis metil formiat dengan ammonia membentuk formamide pada suhu 65 ˚C dan tekanan 13 atm.

Hidrolisis formamide ditambah asam sulfat 68% - 74%. Reaksi ini berjalan pada reaktor alir tangki berpengaduk. Amonium sulfat dan Hidrolisis formamide ditambah asam sulfat 68% - 74%. Reaksi ini berjalan pada reaktor alir tangki berpengaduk. Amonium sulfat dan

3. Hidrolisis Metil Formiat

Asam formiat diperoleh secara langsung dengan cara hidrolisis metil formiat. Pada proses ini diperoleh hasil samping yaitu metanol. Reaksi yang terjadi :

HCOOCH 3(l) +H 2 O (l) HCOOH (l) + CH 3 OH (l) (I.5) Reaksi berjalan pada suhu 80 °C dan tekanan 3 atm di dalam reaktor alir tangki berpengaduk (RATB). Hasil dari reaktor dialirkan ke dalam menara distilasi 1, dimana metil formiat dan metanol diperoleh dari seksi atas lalu dimasukkan ke menara distilasi 2 untuk dipisahkan. Metanol diperoleh dari seksi bawah menara distilasi 2, sedangkan metil formiat sebagai hasil atas menara distilasi 2 di recycle sebagai umpan reaktor. Seksi bawah menara distilasi 1 berisi asam formiat dan air kemudian dialirkan ke menara distilasi 3. Asam formiat diperoleh dari seksi bawah menara distilasi 3, dan air yang merupakan hasil dari seksi atas menara distilasi 3 di recycle sebagai umpan reaktor. Kemurnian asam formiat yang dihasilkan sekiatr 82%-85% berat (Mc. Ketta, 1975). . Perbandingan mol reaktan air dan metil formiat masuk reaktor adalah 6:1. Pada kondisi ini konversi yang dicapai yaitu 60% (Ullmann,2002).

Sodium formiat diproduksi melalui reaksi natrium hidroksida dengan karbon monoksida. Sodium formiat direaksikan dengan asam sulfat untuk memperoleh asam formiat dan garam sulfat sebagai hasil samping. Reaksi yang terjadi sebagai berikut :

NaOH + CO

NaCOOH

(I.6) 2NaCOOH + H 2 SO 4 2HCOOH + Na 2 SO 4 (I.7) Pada tahap awal direaksikan antara natrium hidroksida dengan karbon monoksida pada suhu 180 ˚C dan tekanan 1,5 – 1,8 MPa membentuk sodium formiat. Sodium formiat yang terbentuk kemudian direaksikan dengan asam sulfat pada tekanan atmosferis, dalam reaktor berpengaduk pada suhu 35 ˚C membentuk asam formiat dan garam. Yield dari asam formiat adalah 90%-95% terhadap CO (Ullmann, 2002).

Kelebihan dan kekurangan dari macam – macam proses pembuatan asam formiat dapat dilihat pada tabel I.4. Tabel I.4 Kelebihan Dan Kekurangan Berbagai Proses Pembuatan Asam

Oksidasi hidrokarbon pada fase cair (Mc. Ketta, 1975)

Tidak ada

1. Dilakukan pada suhu tinggi yaitu 180 °C.

2. Tekanan operasi tinggi yaitu 50 atm.

Hidrolisis formamide (Mc. Ketta, 1975)

Tidak ada

Proses reaksi cukup panjang, yaitu melalui 3 tahap. Tahapannya adalah

1. Tahap pembentukan metil formiat (karbonasi metanol dan CO)

2. Tahap pembentukan formamid (reaksi metil formiat dan ammonia)

3. Tahap pembentukan asam formiat (hidrolisis formamide )

Hidrolisis metil formiat (Mc. Ketta, 1975)

1.Suhu operasi rendah yaitu 80 °C. 2.Tekanan lebih rendah

dibanding dengan proses lain, yaitu 3 atm.

3.Salah satu bahan baku

mudah

didapat dan murah yaitu air. 4.Reaksi sederhana

Tidak ada

Dari Sodium Fomiat (Ullmann, 2002)

Tidak ada

Proses reaksi melalui dua tahap, yaitu :

1. Reaksi pembentukan sodium formiat, pada suhu 180 ˚C dan tekanan 1,5-1,8 MPa

2. Reaksi pembentukan asam formiat pada suhu

35 ˚C dan tekanan atmosferis 35 ˚C dan tekanan atmosferis

1. Proses hidrolisis tidak membutuhkan katalis sehingga lebih ekonomis.

2. Kondisi operasi relatif lebih rendah dibanding dengan proses yang lain yaitu pada suhu 80 °C dan tekanan 3 atm. Sehingga memudahkan dalam penanganan prosesnya.

3. Salah satu bahan baku mudah didapat dan murah, yaitu air.

I.4.2. Kegunaan Produk Kegunaan dari produk asam formiat antara lain :

1. Pada industri karet, digunakan sebagai koagulan pada karet alam.

2. Pada industri tekstil, digunakan untuk mengatur pH pada proses pewarnaan kain.

3. Pada industri kulit, digunakan dalam proses penyamakan kulit. (Kirk and Othmer, 1994)

I.4.3. Sifat-Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk

Bahan Baku

1. Metil Formiat

Sifat Fisis : Rumus molekul

: HCOOCH 3

Berat molekul

: 60,05 gr/gmol

Titik leleh

: -99 o C

Suhu kritis

: 214,2 ºC

Tekanan kritis

: 59,98 bar

Densitas

: 0.975 g/ml

( Perry, 1997) Sifat Kimia :

Dengan penambahan anhydrous ammonia akan membentuk formamida yang kemudian dengan asam sulfat (75% berat air) akan membentuk ammonium format

(Kirk dan Othmer, 1994)

2. Air

Sifat Fisis : Rumus molekul

:H 2 O

Berat molekul

: 18 gr/gmol

Titik leleh

:0 o C

Titik didih

: 100 o C

Suhu kritis

: 374,3 ºC

Tekanan kritis

: 217,6 atm

Densitas

: 0.9941 g/ml

(Perry, 1997) Sifat Kimia Bersifat normal pada pH 7

(Kirk dan Othmer, 1994)

1. Asam formiat

Sifat Fisis : Rumus molekul

: CH 2 O 2 atau HCOOH

Berat molekul

: 46 gr/gmol

Titik leleh

: 8,4 o C

Titik didih

: 100,8 o C

Suhu kritis

: 307 ºC

Tekanan kritis

: 217,6 atm

Densitas

: 1,22647 g/ml

(Perry, 1997) Sifat Kimia :

Mereduksi hidroksimetil amin menjadi senyawa amina

R 2 NCH 2 OH + HCOOH

R 2 NCH 3 +H 2 O + CO 2

Bereaksi dengan olefin dengan adanya hidrogen peroksida membentuk glikol format

2 C C +H O + HCOOH

+H 2 O

OH COOH

(Kirk dan Othmer, 1994)

2. Metanol

Sifat Fisis : Rumus molekul

: CH 3 OH

Berat molekul

: 32 gr/gmol

Titik didih

: 64,7 o C

Suhu kritis

: 500 ºC

Tekanan kritis

: 28,4 atm

Densitas

: 0,81 g/ml

(Perry, 1997) Sifat Kimia : Alkohol dapat didehidrasi dengan memanaskannya bersama asam kuat, reaksi dehidrasi alkohol akan membentuk alkena Reaksi yang terjadi :

2CH 3 OH CH 2 =CH 2 + 2H 2 O

(Kirk dan Othmer, 1994)

I.4.4 Tinjauan Proses Secara Umum Proses pembuatan asam formiat ini tergolong reaksi hidrolisis. Metil formiat dihidrolisis menghasilkan asam formiat dan metanol. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

HCOOCH 3(l) +H 2 O (l) HCOOH (l) + CH 3 OH (l) (I.8) Keluaran reaktor dikirim ke menara distilasi pertama dimana metanol dan metil formiat diambil dari seksi atas lalu dimasukkan ke menara distilasi kedua untuk memisahkan metanol dan metil formiat. Sedangkan untuk seksi bawah dari menara distilasi pertama yang berisi asam formiat dan sisa air kemudian dialirkan ke bagian pemurnian asam format. Dasar dari pemurnian ini adalah untuk HCOOCH 3(l) +H 2 O (l) HCOOH (l) + CH 3 OH (l) (I.8) Keluaran reaktor dikirim ke menara distilasi pertama dimana metanol dan metil formiat diambil dari seksi atas lalu dimasukkan ke menara distilasi kedua untuk memisahkan metanol dan metil formiat. Sedangkan untuk seksi bawah dari menara distilasi pertama yang berisi asam formiat dan sisa air kemudian dialirkan ke bagian pemurnian asam format. Dasar dari pemurnian ini adalah untuk

HCOOCH 3(l) HCOO - + CH 3 + (I.9)

H 2 O (l) H + + OH - (I.10) HCOO - +H + HCOOH (l) (I.11) CH 3 + + OH - CH 3 OH (l) (I.12)

HCOOCH 3(l) +H 2 O (l) HCOOH (l) + CH 3 OH (l) (I.13) (Mc. Ketta, 1975)

DESKRIPSI PROSES

II.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk.

II.1.1. Spesifikasi Bahan Baku

1. Metil formiat (HCOOCH 3 ) Sifat Fisis : - Wujud

: cair

- Warna

: tak berwarna

- Berat molekul

: 60,05 gr/grmol

- Densitas

: 0,974 gr/ml

- Titik leleh

: -99 ˚C

- Titik didih

: 31,5 ˚C

- Kemurnian

: minimum 97% berat

- Impuritas CH 3 OH

: maksimum 3%

(Lubon Industry Co., Ltd)

2. Air (H 2 O)

Sifat Fisis : - Berat molekul

: 18 gr/gmol

- Titik leleh

:0 o C

- Titik didih

: 100 o C

- Suhu kritis

: 374,3 ºC

- Densitas

: 0,9941 g/ml

1. Asam formiat (HCOOH)

Sifat Fisis : - Wujud

: cair

- Warna

: tak berwarna

- Densitas

: 1,22 gr/ml

- Titik leleh

: 8,2 – 8,4 °C

- Titik didih

- Impuritas H 2 O

: maksimum 15%

(Jinhe Sodium Hydrosulfite Factory Co., Ltd.)

2. Metanol (CH 3 OH)

Sifat Fisis : - Wujud

: cair

- Warna

: tak berwarna.

- Berat molekul

: 32 gr/grmol

- Titik leleh

: -97,8 º C

- Titik didih

: 64,5 º C

- Kemurnian

: minimum 99% berat.

- Impuritas

:H 2 O ≤ 0,8% berat Acidity ≤ 0,2% berat

(Shenyang Zhongchen Chemical Technology Development Co., Ltd.)

II.2.1. Dasar Reaksi Pembuatan asam formiat dari metil formiat dan air dalam suasana asam termasuk reaksi hidrolisis senyawa ester dengan hasil samping metanol. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

HCOOCH 3(l) + H 2 O (l) HCOOH (l) + CH 3 OH (l) (II.1)

metil formiat air asam formiat metanol

II.2.2. Mekanisme Reaksi

Mekanisme reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

HCOOCH 3(l)

HCOO - + CH 3 +

(II.2)

H 2 O (l) + H + OH -

(II.3) HCOO - +H +

HCOOH (l) (II.4)

HCOOCH 3(l) +H 2 O (l) HCOOH (l) + CH 3 OH (l)

(II.6) (Mc. Ketta, 1975)

II.2.3. Fase Reaksi

Reaksi berlangsung dalam fase cair dan bersifat endotermis, hal ini dapat dilihat pada nilai ( ΔH R = positif). Karena reaksi berlangsung pada fase cair, reaktor yang dipilih adalah reaktor alir tangki berpengaduk (RATB) (Ullmann, 2002).

Kondisi operasi pada proses pembuatan asam formiat dari metil formiat dan air dijalankan pada suhu 80 ˚C dan tekanan 3 atm. Pada kondisi ini fasenya cair sehingga akan mempermudah dalam pengendalian reaksinya. Reaksi ini adalah reversible (dapat balik) (Mc.Ketta, 1975). Agar reaksi berjalan ke arah kanan maka salah satu reaktan dibuat berlebih yaitu air, karena secara ekonomis air lebih murah dibandingkan dengan metil formiat. Perbandingan mol reaktan air dan metil formiat masuk reaktor adalah 6:1. Pada kondisi ini konversi yang dicapai yaitu 60% (Ullmann,2002).

II.2.5. Tinjauan Termodinamika

Untuk menentukan sifat reaksi (eksotermis/endotermis) dan arah reaksi (reversible/irreversible), maka perlu perhitungan dengan menggunakan panas

pembentukan standar ( ∆H f o ) pada 1 atm dan 25 o

C dari reaktan dan produk.

Tabel II.1 Harga ∆H f 0

(Perry, 1997)

Komponen

∆H f o , kJ/mol

HCOOCH 3 -353,598

CH 3 OH

HCOOH

HCOOCH 3(l) +H 2 O (l) HCOOH (l) + CH 3 OH (l)

(II.7) ΔH R298K = ΣΔHƒ o Produk ─ ΣΔHƒ o Reaktan

(II.8)

ΔH R298K = ((Hƒ o HCOOH + Hƒ o CH 3 OH ) - ( Hƒ o HCOOCH 3 + Hƒ o H 2 O )

ΔH R298K = (-378,600 kJ/mol + -200,940 kJ/mol) – (-353,598 kJ/mol +

-241,954 kJ/mol)

ΔH R298K = 16,021 kJ/mol. Data yang diperoleh harga ΔH R298K sebesar 16,3 kJ/mol

(Ullmann, 2002) Maka diambil harga ΔH R298K sebesar 16,3 kJ/mol. Karena ΔH R298K positif maka

reaksi bersifat endotermis. Dengan ΔG o = Σ ΔG o produk - Σ ΔG o reaktan

(II.9) = Σ (ΔG o HCOOH + ΔG o CH3OH )- Σ (ΔG o HCOOCH3 + ΔG o H2O ) Dan ΔG o = - RT ln K

Nilai K pada 85 o C (358 K) adalah 0,22. (Mc Ketta, 1975) Sehingga harga K pada suhu operasi 80 o

C (353 K) dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

(II.10) (Smith, Van Ness dan Abbot, 2001)

Karena harga K kurang dari 1 maka reaksi diatas cenderung berjalan ke arah kiri. Oleh karena itu untuk menggeser reaksi ke kanan (produk), maka air dibuat berlebih terhadap metil formiat dengan perbandingan reaktan 6 : 1 (Ullmann,2002).

II.2.6. Tinjauan Kinetika

Reaksi hidrolisis metil formiat menjadi asam formiat dan metanol, yang terjadi sebagai berikut:

(II.11)

(A = metil formiat, B = air, C = asam formiat, D = metanol) Dengan kondisi operasi suhu 80 ˚C dan tekanan 3 atm (Mc Ketta,1975). Data kinetika didekati dari data percobaan sebagai berikut : Kecepatan reaksi hidrolisis –rA = k’.[A]

Pada percobaan ini reaksi diasumsi sebagai reaksi Pseudo first orde karena mol air terhadap metil formiat dibuat sangat berlebih yaitu 26 : 1.

Dimana k’ = k1.[B]* (II.12)

Sehingga, -rA = k 1 .[A].[B]*

(II.13)

Dimana, k’ = konstanta kecepatan reaksi dari percobaan (1/s)

[B]* = konsentrasi air pada percobaan

(Molar) k 1 = konstanta kecepatan reaksi ke arah kanan (1/s.Molar) k 2 = konstanta kecepatan reaksi ke arah kiri

(1/s.Molar)

[B]* = 32,290 Molar Tabel II.2 Hasil percobaan menentukan konstanta kecepatan reaksi

T (°C)

k’ (1/s)

Nilai k’ pada suhu 80 ˚C , dihitung dengan persamaan Arrhenius:

(II.14)

Atau dapat ditulis sebagai berikut:

(II.15)

1. Ea

= - RT ln (k/A), untuk suhu 45,7 °C Ea = - 8,31 J/K.mol x 318,7 K ln (0,0023 s -1 /A)

16.089,01 = Ea – 2.648,397 ln A (II.16)

2. Ea

= - RT ln (k/A), untuk suhu 54,7 °C Ea = - 8,31 J/K.mol x 327,7 K ln (0,0037 s -1 /A)

15.248,27 = Ea – 2.723,187 ln A (II.17)

 Eliminasi persamaan (II.16) dan persamaan (II.17)

= Ea – 2.648,397 ln A

= Ea – 2.723,187 ln A

= 74,79 ln A

ln A

A = 76.114,95

= Ea – 29.767,98 Ea = 45.856,99 J/mol

Sehingga dari persamaan Arrhenius diperoleh nilai k’ pada suhu 80 °C sebagai berikut: 45.856,99 J/mol = - 8,31 J/K.mol x 353 K ln (k’/76.114,95) 12.885,24

= -2.933,43 ln k’

Dari perhitungan di atas diperoleh nilai k’ = 0,0124/s

k’ = k 1 .[B]* k 1 = k’/ [B]* = 0,000384/s.Molar K’ = k 1 /k 2 k 2 =k 1 /K’ = 0,0019/s.Molar Sehingga kecepatan reaksi hidrolisis sebagai berikut :

-rA = k 1 .[A].[B]-k 2 .[C].[D]

(II.18)

= 0,000384.[A].[B]-0.0019.[C].[D] Perhitungan kecepatan reaksi : basis perhitungan = 1 mol A, Konversi = 60%, Rasio mol reaktan = 1 : 6

-rA = 0,000384 [A].[B]- 0.0019[C].[D]

= (0,000384 x 0,4 x 5,4) – (0.0019x 0,6 x 0,6) = 1,4544 x 10 -4 molar/s

Nilai (-rA) yang positif menunjukkan reaksi berjalan ke arah kanan.

II.3. Diagram Alir Proses

II.3.1. Diagram Alir Kualitatif

II.3.2. Diagram Alir Kuantitatif

II.3.3. Diagram Alir Proses Lengkap

Proses produksi asam formiat dengan cara hidrolisis metil formiat dapat dilakukan melalui tahapan-tahapan sebagai berikut:  Penyiapan bahan baku  Proses hidrolisis dalam reaktor  Proses pemurnian hasil

a. Penyiapan bahan baku Arus metil formiat dari tangki TT-01 dengan suhu 35 ˚C bergabung dengan arus hasil atas menara distilasi 2 (T-02) dengan suhu 63,48 ˚C. Air dengan suhu 30 ˚C dipompa dari tangki utilitas, bergabung dengan arus hasil atas menara distilasi 3 (T-03) dengan suhu 122,29 ˚C. Keempat arus tersebut menuju ke reaktor dengan tekanan 3 atm dan suhu campuran 113,14 °C.

b. Proses hidrolisis dalam reaktor Proses hidrolisis terjadi dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (R-01) pada tekanan 3 atm dan suhu 80 ˚C. Reaksi yang terjadi dalam reaktor adalah :

HCOOCH 3(l) +H 2 O (l) HCOOH (l) + CH 3 OH (l)

(II.19) Reaksi tersebut merupakan reaksi reversible sehingga untuk mendorong reaksi ke kanan maka salah satu reaktan dibuat berlebih, dalam hal ini perbandingan Air dengan metil formiat adalah 6 : 1. Reaksi hidrolisis metil formiat merupakan reaksi endotermis, sehingga reaktor dilengkapi dengan koil pemanas untuk menjaga kondisi isotermal.

Untuk mendapatkan produk dengan spesifikasi yang diinginkan maka produk keluaran reaktor perlu dimurnikan dalam menara distilasi.

c. Proses pemurnian hasil Produk keluaran reaktor (R-01) berupa asam formiat, metanol, sisa metil formiat dan sisa air dipompa dengan pompa (J-03) menuju ke menara distilasi 1 (T-01). Menara distilasi 1 (T-01) beroperasi pada tekanan 3 atm. Dalam menara distilasi 1 (T-01) terjadi pemisahan antara metil formiat dan metanol dengan air dan asam formiat. Hasil atas menara yang berupa metil formiat, metanol, sedikit air dan sedikit asam formiat dipompa dengan pompa (J-04) menuju ke menara distilasi 2 (T-02) yang beroperasi pada tekanan 3 atm. Menara distilasi 2 (T-02) berfungsi untuk memisahkan metil formiat dengan metanol. Hasil atas menara distilasi (T-02) berupa metil formiat dan sedikit metanol akan dipompa dengan pompa (J-06) sebagai recycle ke reaktor (R-01). Sedang hasil bawah menara distilasi 2 (T-02) adalah metanol sebagai produk samping dengan kemurnian 99% dilewatkan pada heat exchanger (E-07) hingga suhunya menjadi 35 ˚C, kemudian disimpan di tangki penyimpanan metanol (TT-05). Hasil bawah dari menara distilasi 1 (T-01) berupa air, asam formiat dan sedikit metanol dipompa dengan pompa (J-05) menuju menara distilasi 3 (T-03). Menara distilasi 3 (T-03) beroperasi pada tekanan 3 atm. Hasil atas menara distilasi 3 (T-03) yang berupa air dengan sedikit metanol dan asam formiat, dipompa dengan pompa (J-08) sebagai recycle ke reaktor (R-01).

didinginkan dalam heat exchanger (E-10) hingga suhunya 35 ˚C, kemudian disimpan di tangki penyimpanan asam formiat (TT-06) dengan kemurnian 85%.

II.4. Neraca Massa dan Neraca Panas

Produk : Asam formiat 85% berat Kapasitas perancangan

: 40.000 ton/tahun

Waktu operasi selama 1 tahun

: 330 hari

Waktu operasi selama 1 hari

: 24 jam

II.4.1. Neraca massa

Diagram alir neraca massa sistem tabel Basis perhitungan

: 1 jam operasi

Satuan

: kg

Tabel II.3 Neraca Massa Tee-01

Komponen

Input (kg/jam)

Output (kg/jam)

Arus 1

Arus 9

Arus 3

HCOOCH 3 5.605,916

CH 3 OH

HCOOH 0,000

Total

Komponen

Input (kg/jam)

Output (kg/jam)

Tabel II.5 Neraca Massa Reaktor

Komponen

Input (kg/jam)

Output (kg/jam)

Arus 3

Arus 4

Arus 5

HCOOCH 3 9.336,969

CH 3 OH

HCOOH 0,000

Total

Komponen

Input (kg/jam)

Output (kg/jam)

Tabel II.7 Neraca Massa Menara Distilasi 2

Komponen

Input (kg/jam)

Output (kg/jam)

Arus 6

Arus 8

Arus 9

HCOOCH 3 3.734,788

CH 3 OH

HCOOH 1,120

Total

Komponen

Input (kg/jam)

Output (kg/jam)

Tabel II.9 Neraca Massa Total

Komponen

Input (kg/jam)

Output (kg/jam)

0,000 CH 3 OH

HCOOH 0,000

Total

Tabel II.10 Neraca panas di Reaktor Panas

Q input (kJ)

Q output (kJ) Q umpan

Q out -

35.422.505.586 Q reaksi 1.521.925,820

Q pemanas 1.375.191,607

Tabel II.11 Neraca panas di Menara Distilasi 1 Panas

Q input (kJ)

Q output (kJ)

Q umpan 35.422.505,663

- Q reboiler

Q destilat -

Q bottom -

Q kondensor -

Jumlah

Panas

Q input (kJ)

Q output (kJ)

Q umpan 480.668,287

- Q reboiler

Q destilat -

Q bottom -

Q kondensor -

Tabel II.13 Neraca panas di Menara Distilasi 3 Panas

Q input (kJ)

Q output (kJ)

Q umpan 86.775.328,615

- Q reboiler

Q destilat -

Q bottom -

Q kondensor -

Jumlah

Input

Output Komponen

kJ/jam

Komponen

kJ/jam Koil reaktor

4.932.483,480 Arus masuk 1

114.333,710 Kondensor 3

629.220.795,373 Arus masuk 2

103.336,381 Arus keluar 9

Arus keluar 11

Q loss

39.765.449,255 (5,72% terhadap input)

II.5. Lay Out Pabrik dan Peralatan

II.5.1. Lay Out Pabrik

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

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

4. Harga tanah amat tinggi sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian dan pengaturan ruangan / lahan.

(Vilbrandt, 1959) Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu :

a. Daerah administrasi / perkantoran, laboratorium dan ruang kontrol Daerah administrasi berfungsi sebagai pusat kegiatan administrasi pabrik dan mengatur kelancaran operasi. Laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat pengendalian proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses serta produk yang dijual.

b. Daerah proses Daerah tempat alat proses diletakkan dan proses berlangsung.

c. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk. Daerah untuk tangki bahan baku dan produk.

d. Daerah gudang, bengkel dan garasi. Daerah untuk menampung bahan-bahan yang diperlukan oleh pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses.

Daerah dimana kegiatan penyediaan bahan pendukung proses berlangsung dipusatkan.

(Vilbrandt, 1959)

Jl. Doktor Insinyur Sutami

16

17

14

12

11

10

15

18

13

Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menentukan lay out peralatan proses pada pabrik asam formiat, antara lain :

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 proses dapat segera diperbaiki. Keamanan pekerja selama menjalani tugasnya juga diprioritaskan.

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.

(Vilbrandt, 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 terjadi.

Keterangan : TT-01 : Tangki metil formiat TT-05 : Tangki metanol TT-06 : Tangki asam formiat R-01

: Reaktor

T-01

: Menara distilasi 1

T-02

: Menara distilasi 2

T-03

: Menara distilasi 3

CR

: Control room

Skala 1 : 350

SPESIFIKASI PERALATAN PROSES

III.1. Tangki Penyimpan Metil Formiat

Kode

: TT-01

Tipe : Silinder vertikal dengan conical roof dan flat

bottom .

Fungsi : Menyimpan metil formiat selama 30 hari Bahan

: Carbon steel SA 283 Grade C

Kondisi Penyimpanan Suhu

Spesifikasi Diameter

: 18,288 m

Tebal shell

: Course 1 : 0,040 m

Course 2 : 0,037 m Course 3 : 0,035 m Course 4 : 0,032 m

Tebal head

: 0,025 m

Tinggi head

: 1,027 m

Tinggi tangki

: 8,342 m

Jumlah

Kode

: TT-05

Tipe : Silinder vertikal dengan conical roof dan flat

bottom .

Fungsi : Menyimpan metil formiat selama 30 hari Bahan

: Carbon steel SA 283 Grade C

Kondisi Penyimpanan Suhu

Spesifikasi Diameter

: 15,240 m

Tebal shell

: Course 1 : 0,021 m

Course 2 : 0,019 m Course 3 : 0,017 m Course 4 : 0,016 m

Tebal head

: 0,001 m

Tinggi head

: 1,443 m

Tinggi tangki

: 8,758 m

Jumlah

Kode

: TT-06

Tipe : Silinder vertikal dengan conical roof dan flat

bottom .

Fungsi : Menyimpan metil formiat selama 30 hari Bahan

: Stainless Steel SA 167 Type 304

Kondisi Penyimpanan Suhu

Spesifikasi Diameter

: 15,240 m

Tebal shell

: Course 1 : 0,019 m

Course 2 : 0,017 m Course 3 : 0,016 m Course 4 : 0,014 m

Tebal head

: 0,008 m

Tinggi head

: 1,610 m

Tinggi tangki

: 8,925 m

Jumlah

: Reaktor Tangki Alir Berpengaduk

Fungsi : Mereaksikan metil formiat dengan air Bahan

: Stainless Steel SA 167 Type 304

: 79,484 ft 3 = 2,251 m 3

Kondisi operasi Suhu

Dimensi Diameter tangki

: 1,415 m

Tinggi tangki

: 1,997 m

Tebal shell

: 0,006 m

Dimensi head

Bentuk

: Torispherical dished head

Tebal head

: 0,010 m

Tinggi head

: 6 blade plate turbine impeller with 4 baffle

Jumlah

: 1 buah

Diameter

: 0,472 m

Kecepatan

: 135,792 rpm

Jenis koil

: Single Helix

Diameter helix

: 1,061 m

Tinggi koil

: 1,209 m

Tinggi cairan

: 1,280 m

Jarak antar helix : 0,091 m Suhu masuk

: 80 ˚C

Suhu keluar

: 80 ˚C

Jumlah lilitan

: 8 buah

III.5. Menara Distilasi - 01

Kode

: T - 01

Fungsi : Memisahkan produk asam formiat dan metanol

dari sisa reaktan

Tipe : Tray Tower dengan jumlah plate 34 buah Jumlah

Bahan

: Stainless Steel SA 167 Type 304

Tekanan (P)

: 3 atm

Kondisi operasi

Jarak plate

: 0,6 m

Tebal shell

: Torispherical dished head

Tebal head

: 0,020 m

Tinggi head

: 1,387 m

III.6. Menara Distilasi - 02

Kode

: T - 02

Fungsi : Memisahkan produk metanol dan metil formiat Tipe

: Tray Tower dengan jumlah plate 34 buah Jumlah

Bahan

: Carbon steel SA 283 Grade C

Tekanan (P)

: 3 atm

Kondisi operasi

Jarak plate

: 0,4 m

Tebal plate

: 0,003 m

Tebal shell

: Torispherical dished head

Tebal head

: 0,022 m

Tinggi head

: 0,329 m

III.7. Menara Distilasi - 03

Kode

: T - 03

Fungsi : Memisahkan produk asam formiat dan air Tipe

: Tray Tower dengan jumlah plate 115 buah Jumlah

Bahan

: Stainless Steel SA 167 Type 304

Tekanan (P)

: 3 atm

Kondisi operasi

Jarak plate

: 0,5 m

Tebal plate

: 0,003 m

Tebal shell

: Torispherical dished head

Tebal head

: 0,020 m

Tinggi head

: 0,624 m

III.8. Cooler - 01

Kode

: E-05

Fungsi : Mendinginkan produk samping metanol Tipe

: Double Pipe Heat Exchanger ( DPHE ) Luas transfer

: 13,275 m 2

Inner Pipe :

Fluida

: Dingin (air sungai)

Bahan

: Carbon steel SA-285 Grade C

Delta P

: 0,019 atm

Suhu : T in

: 30 0 C

T out

: 45 0 C

IPS

OD

: 0,0605 m

SN

Panjang hairpin : 3,658 m Jumlah hairpin

: panas ( produk samping metanol )

Bahan

: Carbon steel SA-283 Grade C

Delta P

: 0,118 atm

Suhu : T in

: 40 ID : 0,078 m

III.9. Cooler - 02

Kode

: E-08

Fungsi : Mendinginkan produk asam formiat Tipe

: Shell and tube heat exchanger

Bahan : Stainless Steel SA 167 Type 304 Luas transfer

: 96,472 m 2

Kondisi operasi

: Hot fluid : 150,48 0 C – 35 0 C

Cold fluid : 35 0 C – 45 0 C

Shell side (fluida panas) hasil bawah MD-03

ID : 0,686 m Baffle space : 0,514 m

Passes (n)

Pressure drop : 0,022 atm

Tube side (fluida dingin) air

OD

: 0,019 m ID : 0,016 m

BWG

: 16 Pitch : 0,024 m

Passes (n)

:2 Pressure drop : 0,001 atm

Panjang pipa

: 3,6576 m

Jumlah pipa (Nt)

III.10. Kondensor - 01

Kode

: E-01

Fungsi : Mengkondensasikan hasil atas MD-01 Tipe

: Shell and tube heat exchanger

Bahan : Stainless Steel SA 167 Type 304 Luas transfer

: 266,757 m 2

Kondisi operasi : Hot fluid : 84,27 0 C – 81,17 0 C

Shell side (fluida panas) hasil atas MD-01

ID : 0,991 m Baffle space : 0,743 m

Passes (n)

:1 Pressure drop : 0,097 atm

Tube side (fluida dingin) air

OD

: 0,019 m ID : 0,017 m

BWG

: 18 Pitch : 0,024 m

Passes (n)

:2 Pressure drop : 0,049 atm

Panjang pipa

: 3,6576 m

Jumlah pipa (Nt)

III.11. Kondensor - 02

Kode

: E-03

Fungsi : Mengkondensasikan hasil atas MD-02 Tipe

: Shell and tube heat exchanger

Bahan : Stainless Steel SA 167 Type 304 Luas transfer

: 37,827 m 2

Kondisi operasi : Hot fluid : 63,38 0 C – 63,34 0 C

Shell side (fluida panas) hasil atas MD-02

ID : 0,387 m Baffle space : 0,290 m

Passes (n)

:1 Pressure drop : 0,016 atm

Tube side (fluida dingin) air

OD

: 0,019 m ID : 0,017 m

BWG

: 18 Pitch : 0,024 m

Passes (n)

:2 Pressure drop : 0,018 atm

Panjang pipa

: 3,6576 m

Jumlah pipa (Nt)

III.12. Kondensor - 03

Kode

: E-06

Fungsi : Mengkondensasikan hasil atas MD-03 Tipe

: Shell and tube heat exchanger

Bahan

: Steel SA 167 Type 304

Luas transfer

: 793,800 m 2

Kondisi operasi : Hot fluid : 122,30 0 C – 122,29 0 C

Shell side (fluida panas) hasil atas MD-03

ID : 0,991 m Baffle space : 0,991 m Passes (n) :1 Pressure drop : 0,303 atm

Tube side (fluida dingin) air

OD

: 0,038 m ID : 0,036 m

BWG

: 18 Pitch : 0,025 m Passes (n) :2 Pressure drop : 0,588 atm

Panjang tube

: 3,6576 m

Jumlah pipa (Nt)

III.13. Reboiler - 01

Kode

: E-02

Fungsi : Menguapkan sebagian hasil bawah MD-01 Tipe

: Kettle Reboiler (shell and tube)

Bahan konstruksi

: Stainless Steel SA 167 Type 304

Luas transfer

: 443,871 m 2

Kondisi operasi

: Suhu pemanas

: 193,33 0 C

Shell side (hasil bawah MD-01)

ID : 0,889 m Baffle space : 0,667 m Passes (n) :1 Pressure drop : dapat diabaikan

Tube side (steam)

OD

: 0,038 m ID : 0,036 m

BWG

: 18 Pitch : 0,024 m Passes (n) :2 Pressure drop : 0,0005 atm

Panjang pipa

: 3,6576 m

Jumlah pipa (Nt)

III.14. Reboiler - 02

Kode

: E-04

Fungsi : Menguapkan sebagian hasil bawah MD-02 Tipe

: Kettle Reboiler (shell and tube)

Luas transfer

: 5,688 m 2

Spesifikasi Shell side (hasil bawah MD-02)

Baffle space : 0,191 m Passes (n) :1 Pressure drop : dapat diabaikan

Tube side (steam)

OD

: 0,013 m ID : 0,011 m

BWG

: 20 Pitch : 0,024 m Passes (n) :2 Pressure drop : 0,0005 atm

Panjang pipa

: 3,6576 m

Jumlah pipa (Nt)

III.15. Reboiler - 03

Kode

: E-07

Fungsi : Menguapkan sebagian hasil bawah MD-03 Tipe

: Kettle Reboiler (shell and tube)

Bahan konstruksi

: Stainless Steel SA 167 Type 304

Luas transfer

: 1483,842 m 2

Kondisi operasi

: Suhu pemanas

: 193,33 0 C Suhu yang dipanaskan : 140,32 0 C – 150,48

Spesifikasi Shell side (hasil bawah MD-03)

ID : 0,991 m Baffle space : 0,743 m Passes (n) :1 Pressure drop : dapat diabaikan

Tube side (steam)

OD

: 0,038 m ID : 0,036 m

BWG

: 18 Pitch : 0,024 m Passes (n) :2 Pressure drop : 0,002 atm

Panjang pipa

: 3,6576 m

Jumlah pipa (Nt)

III.16. Akumulator - 01

Kode

: TT-02

Fungsi : Untuk menampung distilat setelah dari E-03 Tipe

: Horisontal drum

Bahan konstruksi

: Stainless Steel SA 167 Type 304

Kondisi operasi

: Suhu : 81,17 0 C

Tebal shell

: 0,006 m

Tebal head

: 0,006 m

Panjang tangki

III.17. Akumulator - 02

Kode

: TT-03

Fungsi : Untuk menampung distilat setelah dari E-05 Tipe

: Horisontal drum

Bahan konstruksi

: Carbon steel SA-283 Grade C

Kondisi operasi

: Suhu : 63,34 0 C

Tekanan : 2,9 atm

Tebal shell

: 0,006 m

Tebal head

: 0,006 m

Panjang tangki

: 2,364 m

Jumlah

Kode

: TT-04

Fungsi : Untuk menampung distilat setelah dari E-08 Tipe

: Horisontal drum

Bahan konstruksi

: Steel SA 167 Type 304

Kondisi operasi

: Suhu : 122,29 0 C

Tekanan : 2,1 atm

Tebal shell

: 0,006 m

Tebal head

: 0,009 m

Panjang tangki

III.19. Pompa-01

Kode

: J-01

Fungsi : Mengalirkan metil formiat dari tangki-01 dan menaikkan dari 2 atm menjadi 3 atm Tipe

: Single stage centrifugal pump

Jumlah

Bahan konstruksi

: Commercial steel

Kapasitas