TUGAS AKHIR - Prarancangan pabrik fenol dari kumena hidroperoksida kapasitas 50.000 ton / tahun

  commit to user TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK FENOL DARI KUMENA HIDROPEROKSIDA KAPASITAS 50.000 TON / TAHUN Oleh : SIGIT HENDRAWAN I 0505049 JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013 co mm it to u ser

KATA PENGANTAR

  commit to user

  Segala puji syukur kepada Allah SWT, hanya karena rahmat dan ridho-Nya, penulis

akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan judul “Prarancangan

Pabrik Fenol dari Kumena Hidroperoksida Kapasitas 50.000 Ton/Tahun”.

  Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan baik berupa

dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan

terima kasih kepada :

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

  2. Bregas S.T. Sembodo, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing I dan Wusana Agung Wibowo, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing II atas bimbingan dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir.

  3. Endang Kwartiningsih, S.T., M.T. selaku pembimbing akademik.

  4. Dr. Sunu H. Pranolo selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FT UNS.

  5. Segenap Civitas Akademika atas semua bantuannya.

  6. Teman-teman mahasiswa Teknik Kimia FT UNS.

  Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini belum sempurna. Oleh karena itu,

penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan tugas

akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca sekalian.

  Surakarta, April 2013 Penulis

DAFTAR ISI

  Halaman Judul i

  Halaman Pengesahan ii

  Kata Pengantar iii

  Daftar Isi iv

  Daftar Tabel vii

  Daftar Gambar ix

  Intisari x

BAB I PENDAHULUAN

  1

  1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik

  1

  1.2 Kapasitas Pabrik

  2

  1.3 Lokasi Pabrik

  5

  1.4 Tinjauan Pustaka

  7 BAB II DESKRIPSI PROSES

  15

  2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk

  15

  2.2 Konsep Proses

  17

  2.3 Diagram Alir Proses

  23

  2.4 Deskripsi Proses

  25

  2.5 Neraca Massa dan Neraca Panas

  27

  2.6 Tata letak Pabrik dan Peralatan

  32

  commit to user

BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES

  5.2 Struktur Organisasi

  64

  4.2 Laboratorium

  84 BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN

  88

  5.1 Bentuk Perusahaan

  88

  89

  64

  5.3 Tugas dan Wewenang

  91

  5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan

  54

  5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah 102

  5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji 103

  5.7 Kesejahteraan Karyawan 106

  4.1 Unit Pendukung Proses

  commit to user

  3.1 Spesifikasi Reaktor

  42

  37

  3.2 Spesifikasi Menara Destilasi

  38

  3.3 Spesifikasi Decanter

  42

  3.4 Spesifikasi Tangki Penyimpan

  3.5 Spesifikasi Akumulator

  3.8 Spesifikasi Pompa

  43

  3.5 Spesifikasi Kondenser

  47

  3.6 Spesifikasi Reboiler

  50

  3.7 Spesifikasi Heat Exchanger

  53

  56 BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM commit to user

  BAB VI ANALISA EKONOMI

  108

  6.1 Dasar Perhitungan 108

  6.2 Penafsiran Harga Peralatan 109

  6.3 Penentuan Total Capital Investment (TCI) 111

  6.4 Penentuan Total Manufacturing Cost (TMC) 113

  6.5 Penentuan Total Production Cost (TPC) 115

  6.6 Profitability 116

  6.7 Analisa Kelayakan 116

  BAB VII KESIMPULAN

  122

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  Lampiran A Data Sifat Fisis Bahan Lampiran B Neraca Massa Lampiran C Neraca Panas Lampiran D Perancangan Reaktor commit to user

  vi

  30 Tabel 2.8 Neraca Massa Menara Destilasi IV

  32 Tabel 3.1 Spesifikasi Reaktor

  32 Tabel 2.18 Neraca Panas Menara Distilasi VI

  31 Tabel 2.17 Neraca Panas Menara Distilasi V

  31 Tabel 2.16 Neraca Panas Menara Distilasi IV

  31 Tabel 2.15 Neraca Panas Dekanter

  31 Tabel 2.14 Neraca Panas Menara Destilasi III

  30 Tabel 2.13 Neraca Panas Menara Destilasi II

  30 Tabel 2.12 Neraca Panas Menara Destilasi I

  30 Tabel 2.11 Neraca Panas Reaktor

  29 Tabel 2.10 Neraca Massa Menara Destilasi VI

  29 Tabel 2.9 Neraca Massa Menara Destilasi V

  28 Table 2.7 Neraca Massa Dekater

  DAFTAR TABEL

  28 Tabel 2.6 Neraca Massa Menara Destilasi III

  27 Tabel 2.5 Neraca Massa Menara Destilasi II

  27 Tabel 2.4 Neraca Massa Menara Destilasi I

  22 Tabel 2.3 Neraca Massa Reaktor

  untuk Beberapa Komponen

  o

  20 Tabel 2.2 Harga ∆G

  f untuk Beberapa Komponen

  o

  4 Tabel 2.1 Harga ∆H

  2 Tabel 1.2 Kapasitas Pabrik Phenol yang telah Beroperasi

Tabel 1.1 Kebutuhan Phenol di Indonesia

  37 commit to user

  vii

  76 Tabel 4.5 Total Kebutuhan Listrik Pabrik

Tabel 6.7 General ExpenseTabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost 115Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost 114Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost 114Tabel 6.3 Working Capital Investment 113Tabel 6.2 Fixed Capital Invesment 112

  109

Tabel 6.1 Indeks Harga AlatTabel 5.2 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan 105

  77 Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift Operasi 101

  74 Tabel 4.4 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan

Tabel 3.2 Spesifikasi Menara Destilasi

  72 Tabel 4.3 Kebutuhan Listrik Untuk Keperluan Proses dan Utilitas

  66 Tabel 4.2 Total Kebutuhan Air Sungai

  63 Tabel 4.1 Kebutuhan Air Untuk Steam

  56 Tabel 3.10 Spesifikasi Kompresor

  53 Tabel 3.9 Spesifilasi Pompa

  50 Tabel 3.8 Spesifikasi Heat Exchanger

  47 Tabel 3.7 Spesifikasi Reboiler

  45 Tabel 3.6 Spesifikasi Kondensor

  42 Tabel 3.5 Spesifikasi Akumulator

  42 Tabel 3.4 Spesifikasi Tangki Penyimpanan

  38 Tabel 3.3 Spesifikasi Decanter

  116 commit to user

  viii

Tabel 6.8 ROI minimal yang Dapat Diterima 117Tabel 6.9 Analisa Kelayakan

  120 commit to user DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Grafik Perkiraan Kebutuhan Phenol di Indonesia

  3 Gambar 1.2 Lokasi Pendirian Pabrik Phenol

  6 Gambar 1.3 Reaksi oksidasi kumena

  11 Gambar 1.4 Dekomposisi kumena hidroperoksida

  14 Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif

  23 Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif

  24 Gambar 2.3 Tata Letak Pabrik

  34 Gambar 2.4 Tata Letak Peralatan Pabrik

  36 Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air Sungai

  71 Gambar 5.1 Struktur Organisasi Perusahaan

  91 Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index 110

Gambar 6.2 Grafik Analisa Kelayakan 121

  INTISARI Sigit Hendrawan, Valentino Adhi Nugroho, 2013, Prarancangan Pabrik Fenol Dengan Dekomposisi Kumena Hidroperiksida Kapasitas 50.000 ton/tahun, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Sebelas Maret, Surakarta

  Pada era kemajuan teknologi dalam berbagai bidang pembangunan yang berjalan pesat, maka diperlukan beberapa macam sarana dan prasarana untuk era persaingan bebas. Salah satu prospek pembangunan masa depan adalah membangun pabrik yang mempunyai daya saing dengan pabrik luar negeri. Salah satunya dengan mendirikan pabrik Fenol dengan bahan baku Kumena Hidroperoksida dengan kapasitas 50.000 ton / tahun direncanakan beroperasi selama 330 hari per tahun. Pabrik fenol ini akan didirikan di desa Roomo, kecamatan Manyar, kabupaten Gresik, Jawa Timur.

  Proses pembuatan Fenol dilakukan dalam reaktor Batch. Reaksi berlangsung pada fase cair–cair, irreversible, eksotermis, isothermal, non

  o adiabatis pada suhu umpan 65 C dan tekanan 2 atm. Produk keluar reaktor

  dialirkan menuju Menara Distilasi (DC-01) untuk memisahkan antara Aseton dengan Fenol. Hasil atas menara (DC-01) dialirkan menuju Menara Distilasi (DC- 02) untuk mengambil produk aseton. Hasil bawah menara diumpankan ke Menara Distilasi (DC-03), untuk memisahkan asam sulfat. Hasil atasnya diumpankan ke Dekanter (FL-01) untuk memisahkan fase berat dan fase ringan, sedangkan hasil bawah menara di-recycle ke Reaktor. Fase ringan dari Dekanter (D-01) dikirim ke

  IPAL, sedangkan fase berat dialirkan menuju Menara Distilasi (DC-04), untuk memisahakan kumena dengan fenol. Hasil atas menara (DC-04) dialirkan menuju Menara Distilasi (DC-06), untuk memisahkan kumena dengan CHP dan untuk memurnikan kumena sebesar 99,99% untuk dijual kembali. Hasil bawah menara (DC-04) dialirkan menuju Menara Distilasi (DC-05), untuk memisahkan dan mengambil produk utama berupa fenol sebesar 99,99% dan 0,01% CHP yang merupakan hasil bawah menara yang selanjutnya dialirkan menuju tangki penyimpanan (ST-05), sedangkan hasil atas menara di-recycle ke Reaktor. Unit pendukung proses pabrik meliputi unit pengadaan air, steam, udara tekan, tenaga listrik. Kebutuhan air untuk umpan boiler, air konsumsi, dan sanitasi diperoleh

  o

  dari air sungai , sedangkan untuk steam diperoleh dari boiler dengan suhu 550 C dan tekanan 37,22 atm. Untuk kebutuhan listrik diperoleh dari generator dan dari PLN sebagai cadangan.

  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 shift dan non-shift. Jumlah karyawan keseluruhan adalah 200 orang.

  Dari hasil analisis ekonomi diperoleh, ROI (Return on Investment) sebelum dan sesudah pajak sebesar 84,53 % dan 71,85 %, POT (Pay Out Time) sebelum dan sesudah pajak selama 1,06 dan 1,22 tahun, BEP (Break Even Point) 45,05 %, dan SDP (Shut Down Point) sebesar 29,87 %, DCF (Discounted Cash Flow) sebesar 19,22 %. Jadi dari segi ekonomi pabrik tersebut layak untuk didirikan.

  commit to user