Prarancangan Pabrik Fenol Formaldehid (Resin Novolak) Dari Fenol Dan Formaldehid Kapasitas 26.000 Ton/Tahun
Oleh :
HARI PRABAWA
I 1507027
TRI MURNIATI
I 1507046
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user ix
4.1.5 Unit Pengadaan Udara Tekan ...................................... 79
4.1.6 Unit Pengolahan Limbah .............................................. 80
4.2 Laboratorium ........................................................................... 82
4.2.1 Laboratorium Fisik dan Analitik ................................. 83
4.2.2 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan .............. 83
4.2.3 Metode Analisa............................................................. 84
4.2.4 Alat Analisa .................................................................. 84
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN ....................................................... 85
5.1 Bentuk Perusahaan .................................................................. 85
5.2 Struktur Organisasi .................................................................. 85
5.3 Tugas dan Wewenang .............................................................. 87
5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ............................................. 88
5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah .......................................... 90
5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ................ 91
5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan .............................................. 92
BAB VI ANALISA EKONOMI ..................................................................... 94
6.1 Penaksiran Harga Peralatan ..................................................... 99
6.2 Dasar Perhitungan ................................................................... 102
6.3 Penentuan Total Capital Investment (TCI) ............................. 103
6.4 Penentuan Total Manufacturing Cost (TMC) ......................... 104
6.4.1 Direct Manufacturing Cost (DMC) ............................. 104 6.4.1 Direct Manufacturing Cost (DMC) ............................. 104
commit to user x
6.4.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC) ............................ 105
6.4.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC) ............................... 105
6.5 Penentuan Total Production Cost (TPC) ................................. 106
6.5.1 General Expense (GE).................................................. 106
6.5.2 Total Production Cost (TPC) ....................................... 107
6.6 Profitability ............................................................................... 107
6.7 Analisis Kelayakan ................................................................... 107
6.7.1 Return on Investment (ROI)………………………….. 107
6.7.2 Pay Out Time (POT)………………………………….. 108
6.7.3 Break Event Point (BEP)……………………………... 108
6.7.4 Shut Down Point (SDP)………………………………. 109
6.7.5 Discaunted Cash Flow (DCF)……………………….... 109
Daftar Pustaka ................................................................................................. 112 Lampiran
commit to user iii
KATA PENGANTAR
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 Formaldehid (Resin Novolak) dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas 26.000 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. Inayati, S.T., M.T., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing I dan Dr. Eng. Agus Purwanto., S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II, atas bimbingan dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir.
2. Enny Kriswiyanti A., S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Non-reguler.
3. Kedua Orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi dan semangat yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah.
4. Teman - teman mahasiswa Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas
Maret khususnya angkatan 2007 atas dukungan dan doanya. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini belum sempurna. Oleh
karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca sekalian.
Surakarta, September 2012
Penulis
commit to user iii commit to user iii
commit to user
xiv
INTISARI Hari Prabawa dan Tri Murniati, 2012, Prarancangan Pabrik Fenol
Formaldehid (Resin Novolak) dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas 26.000 ton/tahun, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Resin Novolak banyak digunakan dalam industri kimia sebagai pelarut dalam industri cat, lem, vernis, bahan tambahan dalam industri plastik, serta untuk bahan perekat khususnya pada kayu lapis dan particle board. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, maka dirancang pabrik Resin Novolak dengan kapasitas 26.000 ton/tahun dengan bahan baku fenol 71.456,7 ton/tahun dan formaldehid 20.291,62 ton/tahun. Dengan memperhatikan beberapa faktor, seperti aspek penyediaan bahan baku, transportasi, pemasaran, tenaga kerja, serta utilitas maka lokasi pabrik yang cukup strategis di kawasan industri Gresik (KIG), Jawa Timur pada tahun 2016.
Reaksi pembuatan Resin Novolak dilakukan dengan mereaksikan fenol dengan formaldehid dengan katalis H 2 SO 4 dalam reaktor alir tangki berpengaduk
(RATB) pada kondisi tekanan 3 atm dan suhu 95 °C. Konversi reaksi yang dihasilkan adalah 98,45%. Reaksi pembentukan Resin Novolak berlangsung secara eksotermis dengan panas reaksi yang besar sehingga diperlukan pendingin. Tahap proses meliputi tahap penyimpanan bahan baku, tahap penyiapan bahan baku, tahap reaksi, dan tahap pemurnian produk. Kemurnian produk dilakukan dengan distilasi. Produk yang dihasilkan adalah Resin Novolak dengan kemurnian 99,08 %.
Unit pendukung proses terdiri dari unit pengadaan air (air dari Sungai Bengawan Solo sebanyak 434.163,22 kg/jam) , unit pengadaan steam sebanyak 3981,27 lb/jam, unit pengadaan listrik sebesar 1000 kW, unit pengadaan udara
tekan sebesar 35,75 m 3 /jam dan unit pengadaan bahan bakar sebanyak 0,247 m 3 /jam. Pabrik juga dilengkapi laboratorium untuk menjaga mutu dan kualitas produk agar sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. 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.
Dari hasil analisa ekonomi diperoleh ROI (Return on Investment) sebelum dan sesudah pajak sebesar 49,17% dan 36,88%, POT (Pay Out Time) sebelum dan sesudah pajak selama 1,69 tahun dan 2,13 tahun, BEP (Break Event Point) 40,49% dan SDP 24,75%. Sedangkan DCF (Discount Cash Flow) sebesar 25,40%. Jadi dari segi ekonomi pabrik tersebut layak untuk didirikan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang menunjukkan peningkatan pada sektor industri telah menuntut bangsa Indonesia berbelok arah dari negara agraris ke negara industri. Untuk mencapai kemajuan di bidang industri terfokus pada bidang industri kimia, maka kebutuhan bahan-bahan dasar kimia di dalam negeri perlu ditumbuhkan dan dikembangkan. Sejalan dengan tujuan pembangunan industri yaitu sebagai upaya untuk meningkatkan nilai tambah bagi negara, maka pendirian pabrik resin novolak dengan bahan baku fenol dan formaldehid mempunyai nilai yang baik dalam perkembangan dunia industri yang menggunakan Resin Novolak sebagai bahan baku atau sebagai bahan tambahan.
Proyeksi kebutuhan Resin Novolak dalam negeri semakin meningkat seiring dengan peningkatan industri yang memakainya. Sebenarnya produksi di Indonesia dari tahun ke tahun terus mengalami peningkatan, tetapi dibandingkan dengan jumlah yang diproduksi, kebutuhan Resin Novolak lebih besar, oleh sebab itu pendirian pabrik ini dirasakan sangat perlu, karena pada saat ini hanya terdapat satu pabrik yang memproduksi Resin Novolak di Indonesia, sehingga pendirian pabrik Resin Novolak ini diharapkan dapat mengantisipasi permintaan dalam dan luar negeri serta mengurangi ketergantungan Resin Novolak dari negara-negara importir seperti Jepang, Cina, Jerman, dan India.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Selain alasan-alasan diatas, pendirian pabrik ini juga didasarkan pada hal- hal sebagai berikut :
1. Terciptanya lapangan pekerjaan yang berarti turut serta dalam usaha pemerintah untuk mengurangi pengangguran.
2. Memacu pertumbuhan industri-industri baru yang menggunakan bahan baku Resin Novolak.
3. Meningkatkan pendapatan negara dari sektor industri, serta mengurangi impor Resin Novolak dari negara lain.
1.2 Penentuan Kapasitas Rancangan Pabrik
Penentuan kapasitas produksi perancangan pabrik Resin Novolak didasarkan pada pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :
1. Prediksi kebutuhan Resin Novolak di Indonesia
2. Ketersediaan bahan baku
3. Pabrik yang sudah ada
1.2.1. Prediksi kebutuhan resin novolak di Indonesia Berdasarkan data yang diperoleh dari undata, prediksi kebutuhan resin novolak mengalami peningkatan. Dengan mengacu pada hal tersebut, jika direncanakan pabrik Resin Novolak didirikan pada tahun 2016, maka diperkirakan kebutuhan cukup besar, yaitu 26.000 ton/tahun.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
1.2.2. Ketersediaan bahan baku Bahan baku pembuatan Resin adalah phenol dan formaldehid. Bahan baku phenol di dapat dari Shenyang Xing Guang Chemical Factory, Liaoning, China dengan kapasitas produksi 120.000 ton per tahun. Formaldehid diperoleh dari Jinan Shijitongda Chemical, Shahdong, China dengan kapasitas 36.000 ton per
tahun. Bahan pembantu seperti katalis Asam sulfat (H 2 SO 4 ) dan Natrium
hidroksida (NaOH) dibeli dari PT Toya Indo Manunggal Chemical, Jawa Timur.
Tabel 1.1 Kebutuhan Resin Novolak di Indonesia berdasarkan Data Impor
Tahun
Jumlah (Ton)
(www.data.un.org )
Gambar 1.1 Hubungan antara tahun dengan jumlah impor Resin Novolak Gambar 1.1 Hubungan antara tahun dengan jumlah impor Resin Novolak
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Menurut perhitungan dengan menggunakan linierisasi didapatkan kebutuhan pada tahun 2016 sebesar 25.327 ton. Jadi pada tahun 2016 dapat diperkirakan dibutuhkan Resin Novolak sebanyak 26.000 ton.
Berdasarkan pertimbangan di atas maka kapasitas pabrik dipilih sebesar 26.000 ton/tahun, yang diharapkan produksinya dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri.
1.3. Pemilihan Lokasi Pabrik
Lokasi pabrik merupakan salah satu faktor penting dalam pendirian pabrik untuk kelangsungan operasi pabrik. Banyak pertimbangan yang menjadi dasar dalam menentukan lokasi pabrik, antara lain : dengan sumber bahan baku, letak pabrik dengan pemasaran produk, transportasi, tenaga kerja, kondisi sosial politik, dan kemungkinan pengembangan di masa mendatang.
Pabrik Resin Novolak direncanakan akan didirikan di daerah Kawasan Industri Gresik, Jalan Prof. Muhammad Yamin Jawa Timur. Pemilihan ini dimaksudkan untuk mendapatkan keuntungan secara teknis dan ekonomis, berdasarkan pertimbangan :
a. Penyediaan Bahan Baku Bahan baku merupakan kebutuhan utama bagi kelangsungan suatu pabrik sehingga bahan baku sangat diprioritaskan. Bahan pembantu seperti katalis
Asam sulfat (H 2 SO 4 ) dibeli dari PT Aneka Kimia Inti,Jawa Timur dan Natrium hidroksida (NaOH) dibeli dari PT Delphia Prima Jaya, Jawa Timur .
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Dengan dekatnya sumber bahan pembantu diharapkan proses produksi dapat berjalan dengan lancar dan berkesinambungan.
b. Letak Pabrik dengan Daerah Pemasaran Pulau Jawa dan Kalimantan merupakan daerah pemasaran paling banyak membutuhkan Resin Novolak. Dengan di bangunnya pabrik Resin Novolak di Gresik diharapkan mampu menjangkau Indonesia bagian tengah dan timur.
c. Sarana Transportasi Gresik memiliki sarana transportasi darat dan laut yang sangat memadai karena merupakan jalur utama transportasi di Pulau Jawa dan dekat dengan pelabuhan Petrokimia.
d. Tenaga kerja Daerah Gresik berada di propinsi Jawa Timur merupakan daerah sentra industri, sehingga kepadatan penduduk yang letaknya di daerah industri biasanya tinggi, sehingga masalah penyediaan tenaga kerja, baik tenaga kerja terdidik maupun tidak terdidik tidak menjadi masalah.
e. Utilitas Untuk kebutuhan sarana penunjang seperti listrik dapat dipenuhi dengan adanya jaringan PLN dan generator, kebutuhan bahan bakar yaitu solar yang dipakai untuk menjalankan generator diperoleh dari pertamina sedangkan untuk kebutuhan air diambil dari aliran Sungai Bengawan Solo.
f. Kondisi tanah dan daerah Kondisi tanah yang relatif masih luas dan merupakan tanah datar dengan kondisi iklim yang relatif stabil sepanjang tahun sangat menguntungkan untuk f. Kondisi tanah dan daerah Kondisi tanah yang relatif masih luas dan merupakan tanah datar dengan kondisi iklim yang relatif stabil sepanjang tahun sangat menguntungkan untuk
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
pendirian pabrik. Selain itu keadaan tanah di Gresik tidak subur untuk pertanian sehingga tidak mengurangi areal tanah pertanian
Gambar 1.2 Peta Lokasi Pabrik Resin Novolak
1.4.Tinjauan Pustaka
Polimer sintesis yang pertama digunakan dalam skala komersial adalah resin fenol formaldehid atau resin novolak. Dikembangkan pada permulaan tahun 1900-an oleh kimiawan kelahiran Belgia, Leo Backeland. (Kirk & Othmer, 1999)
1.4.1 Proses
Resin novolak biasanya dibuat melalui metode yang berbeda. Yang pertama melibatkan katalis asam dengan menggunakan fenol berlebih terhadap formaldehid. Dalam hal ini produk awalnya disebut novolak, dan yang kedua melibatkan katalis basa dengan formaldehid yang berlebih terhadap fenol. Produk yang terbentuk disebut dengan resol. Reaksi yang terjadi sebagai berikut (Stevens, 2001) : Resin novolak biasanya dibuat melalui metode yang berbeda. Yang pertama melibatkan katalis asam dengan menggunakan fenol berlebih terhadap formaldehid. Dalam hal ini produk awalnya disebut novolak, dan yang kedua melibatkan katalis basa dengan formaldehid yang berlebih terhadap fenol. Produk yang terbentuk disebut dengan resol. Reaksi yang terjadi sebagai berikut (Stevens, 2001) :
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
C 6 H 5 OH + CH 2 O
1/8 (C 7 H 6 O) 8 + H 2 O (1-1) fenol
formaldehid
resin novolak air
Pembuatan Resin Novolak merupakan reaksi antara fenol dan formaldehid dengan menggunakan bantuan katalis asam sulfat (H 2 SO 4 ). Reaksi tersebut merupakan reaksi fase cair. Fenol direaksikan dalam fase cair bersama-sama dengan formaldehid dengan katalis asam sulfat dengan komposisi 0,001 dari berat fenol. Katalis asam dengan fenol berlebih menghasilkan suatu produk kondensasi fenol formaldehid yang sangat berbeda dengan produk yang diperoleh melalui katalis basa.
Reaksi dijalankan dalam batas yang telah ditentukan yaitu pada suhu
95 º
C dengan tekanan konstan 3 atm. Dengan perbandingan antara fenol dan formaldehid 10 : 8, kondisi operasi perlu benar-benar dijaga untuk menekan terbentuknya novolak dengan berat molekul rendah, reaksi berjalan eksotermis yang berarti reaksi menghasilkan panas yang besar (Odian, 2004).
1.4.2. Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku dan Produk
1.4.2.1 Spesifikasi Bahan Baku
1. Fenol
a. Sifat fisika
Rumus molekul
:(C 6 H 5 OH )
Berat molekul
: 94,108 kg/mol
H 2 SO 4
95 º
C, 3 atm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Densitas
: 1,07 gr/cm 3
Bentuk
: cair
Titik didih
: 181,9 °C
Δ G 298
: -32,89 kj/mol
Δ H 298
: -96,36 kj/mol
(Kirk & Othmer, 1999)
b. Sifat kimia
1. Reaksi antara dimetil eter/dietil sulfat dalam keadaan netral atau alkali lemah akan membentuk Sulfat Eter yaitu Anisol
(C 6 C 5 OCH 3 ).
2. Nitrasi phenol dengan HNO 3 encer menghasilkan isomer orto
a. Sifat-sifat fisis
Rumus molekul
: CH 2 O
Berat molekul
: 30,026 kg/mol
Bentuk
: cair, jernih
Titik didih
: -21 º C
Densitas pada 18 °C : 1,11 gr/cm 3
Viskositas pada 30 °C : 2 cP Panas jenis
: 0,8 kal/gr.°C
(Mc. Ketta, 1976) (Mc. Ketta, 1976)
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
b. Sifat kimia
- Bereaksi dengan air dapat membentuk metilen gliko CH 2 O + H 2 O HO + CH 2 -OH
(1-2) - Reaksi dengan asetaldehid dalam lrutan NaOH dapat membentuk pentaerethytritol dan sodium format.
CH 2 O + CH 3 -COH + NaOH
C(CH 2 OH) 2 + HCOONa (1-3) (Kirk & Othmer, 1999)
1.4.2.2 Spesifikasi Bahan Pembantu
1. Asam Sulfat
a. Sifat fisik Rumus molekul
:H 2 SO 4
Berat molekul
: 98,08 kg/mol
Bentuk
: cairan tidak berwarna
Titik didih (1 atm)
: 340 o C
Titik lebur (1 atm)
: 10,49 o C
Temperatur kritis
: 651,85 o C
Tekanan kritis
: 63,16 o C
Densitas (25 o C)
: 1,8361 gr/cm 3
Kapasitas panas
: 0,3404 kal/gr. o C
(Perry, 2005)
b. Sifat Kimia
1. Dengan basa membentuk garam dan air
H 2 SO 4 dan NaOH Na 2 SO 4 + 2H 2 O (1-4)
2. Dengan garam membentuk garam dan asam lain 2. Dengan garam membentuk garam dan asam lain
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
H 2 SO 4 dan 2 NaCl Na 2 SO 4 + 2HCl (1-5)
3. Dengan alkohol membentuk eter dan air
2C 2 H 5 OH + H 2 SO 4 C 2 H 5 OC 2 H 5 + H 2 O + H 2 SO 4 (1-6) (Perry, 1997)
3. Natrium Hidroksida
a. Sifat fisik Rumus Molekul
Titik didih
: 170 o C
Panas pembentukan (25 o C)
: -102,02 kkal/mol
Densitas (25 o C)
: 1400 kg/m 3
Konduktivitas panas
: 0,881 Btu/j ft 2o F
(Perry,2005)
b. Sifat Kimia
1. Dengan asam membentuk garam dan air
H 2 SO 4 dan NaOH Na 2 SO 4 + 2H 2 O (1-7)
2. Dengan etanol akan menghasilkan natrium etanoat
C 2 H 5 OH + NaOH NaOC 2 H 5 +H 2 O (1-8)
1.4.2.3 Spesifikasi Produk Resin novolak
a. Rumus molekul
: (C 7 H 6 O) 8
Berat molekul
: 848 kg/mol
Bentuk
: cair : cair
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
: 22,40 kj/mol
Δ H 298
: - 80 kj/mol
(Kirk & Othmer, 1999)
b. Sifat Kimia
1. Tahan terhadap zat kimia
2. Terurai terhadap asam kuat
1.4.3 Tinjauan Proses secara Umum Pembentukan Resin Novolak dari fenol dan formaldehid merupakan reaksi
polimerisasi fase cair. Reaksi tersebut merupakan reaksi polimerisasi kondensasi yaitu reaksi pembentukan polimer dari monomer-monomer fenol. Reaksi ini merupakan reaksi eksotermis. Reaksi berlangsung di dalam Reaktor Alir Tangki
Berpengaduk (RATB), menggunakan bantuan katalis asam sulfat (H 2 SO 4 ) pada suhu 95 º C dan tekanan 3 atm.
1.4.4 Kegunaan Produk Resin novolak paling banyak digunakan untuk :
o pelarut dalam industri cat, lem dan vernis. o bahan tambahan dalam industri plastik. o bahan perekat, khususnya untuk kayu lapis dan particle board.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
BAB II DESKRIPSI PROSES
2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk
a. Fenol
Rumus molekul :C 6 H 5 OH
Berat molekul
: 94, 11 gr/grmol
Titik lebur
: 40 – 42 ºC
Titik didih
: 182 ºC
Densitas
: 1,07 kg/L
Tekanan uap
: 0,35 mm Hg pada 20 ºC
Titik nyala
: 79 ºC
Kenampakan
: tidak berwarna, berbau
(Shenyang Xin Guang Chemical Factory)
b. Formaldehid
Rumus molekul : CH 2 O
Berat molekul
: 30,03 gr/grmol
Titik lebur
: -118 ºC
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
Titik didih
: -19,5 ºC
Titik nyala
: 60 ºC
Kenampakan : tidak berwarna, berbau menyengat Kemurnian
(Jinan Shijitongda Chemical)
c. Asam Sulfat ( sebagai katalis )
Rumus molekul :H 2 SO 4
Berat molekul
: 98,08 gr/grmol
Kenampakan
: jernih kekuningan
Spesifik gravity : 1,4812 (Aneka Kimia Inti)
d. Natrium Hidroksida Rumus molekul : NaOH teknis Berat molekul
: 40,01 gr/grmol
Fase
: Padat
(Delphia Prima Jaya) (Delphia Prima Jaya)
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
e. Resin Novolak
Rumus molekul : ( C 7 H 6 O) n
Berat molekul : 800 – 1000 gr/grmol Spesifik gravity : 1,041 Komposisi kandungan produk Novolak Resin : Kemurnian
2.2. Konsep Proses
2.2.1. Dasar Reaksi Pembuatan resin novolak (C 7 H 6 O)n merupakan reaksi antara phenol dan formaldehid dengan reaksi polimerisasi yang dapat digambarkan sebagai berikut :
C 6 H 5 OH + CH 2 O
1/8 (C 7 H 6 O) 8 + H 2 O (2-1)
Reaksi berlangsung dalam fase cair – cair, oleh karena itu reaktor yang dipilih adalah reaktor alir tangki berpengaduk. Reaksi yang terjadi bersifat eksotermis sehingga untuk mempertahankan suhu reaktor digunakan pendingin. (Kirk & Othmer, 1999)
C, 3 atm
H 2 SO 4 H 2 SO 4
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
2.2.2 Kondisi Operasi Reaksi pembuatan Resin Novolak ini berlangsung pada kondisi operasi:
: cair – cair
• Sifat reaksi : reaksi searah kekanan, eksotermis • Katalis
:H 2 SO 4 0,1% berat fenol
(Kirk & Othmer, 1999)
2.2.3 Mekanisme Reaksi Reaksi pembuatan Resin Novolak dari fenol dan formaldehid
dengan katalis asam sulfat merupakan reaksi polimerisasi. Mekanisme reaksinya adalah :
1. Protonasi dari formaldehid
2. Substitusi aromatik elektrofilik Novolak dengan posisi orto dan para
CH 2 - OH +
and
+H 2 O
CH 2 -OH 2
cepat
OH OH
OH
CH 2 -OH 2
C CH 2 -O + H C CH 2 -O + H
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
Hasil dari posisi orto dan posisi para adalah :
2.2.4. Tinjauan Kinetika Ditinjau dari kinetika reaksi antara fenol dengan formaldehid termasuk reaksi orde 2, searah (irreversibel). Reaksi :
CH 2 O+C 6 H 5 OH
→ → 4 2 H SO 1/8 ( C 7 H 6 O) 8 + H 2 O
(2-2) Dengan perbandingan mol umpan formaldehid terhadap fenol adalah 8 : 10, maka didapatkan berat molekul rata –rata untuk resin novolak adalah 850 kg/kmol.
CH 2
OH
CH OH 2
CH OH OH 2
CH 2
OH
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
Tabel 2.1 Efek rasio reaktan terhadap berat molekul polimer Mol fomaldehid/10
mol fenol
Berat molekul
rata-rata
Jenis resin
Penentuan jumlah monomer, derajad polimerisasi ( DP ):
DP
gugus BM gugus
BM rerata
(2-3)
kg kmol
kg kmol 118 , 106 ,
Jadi untuk membentuk polimer dengan berat molekul 850 kg/kgmol diperlukan 8,009 grek C 6 H 5 OH. Persamaan derajad polimerisasi:
= 0,9845 terhadap formaldehid = 0,9845 terhadap formaldehid
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
Keterangan: DP
: derajad polimerisasi
: rasio formaldehid dan fenol
: konversi
(Stevens, 2001) Didapat harga konversi dari formaldehid ( x A ) adalah 98,45%. Perhitungan konstanta kecepatan reaksi:
Perrsamaan kecepatan reaksi untuk orde 2 :
( -r A ) = k1.C A .C P
(2-5) (Levenspiel,hal 103)
= V/Fv =
Dalam ini :
C AO = konsentrasi formaldehid mula- mula ( Kmol/L ) Cpo = konsentrasi fenol mula – mula ( Kmol/L )
= waktu tinggal (Jam)
V = volume reaktor ( L )
Fv
= laju alir ( kmol/jam ) x A = konversi formaldehid = laju alir ( kmol/jam ) x A = konversi formaldehid
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
Persamaaan kinetika reaksi :
-r A =kC A C P
-r A = kecepatan reaksi k
= konstanta kecepatan reaksi = 2,29×10 -2 L/mol.detik
= 1,3768 L/mol.menit
(Martin, 1956) jika,
C A =C A o (1 – x A )
=C Po – C Ao .x At
C Ao = 5,415
Kmol
C Po = 6,768
Kmol
x A = 98,45%
=kC Ao 2 (1 – x A ) (1,25 – x A )
Steady state,
F AO =V O .C AO F AO =V O .C AO
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
τ = 32,0904 menit τ = 0,535 jam
2.2.5. Tinjauan Termodinamika Perhitungan harga tetapan konstanta kesetimbangan (K) dapat ditinjau dari persamaan :
∆ G° = -RT ln K
Dengan : ∆G°
: tenaga Gibbs standart (KJ/mol)
: tetapan gas ideal
: konstanta kesetimbangan
(J Smith Vannes,1985)
CH 2 O+ C 6 H 5 OH
→ → 4 2 H SO 1/8 (C 7 H 6 O) 8 + H 2 O
(2-9) (2-9)
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
Data energi Gibbs Δ G 298 : Fenol
-32,89 kj/mol
Formaldehid
-109,91 kj/mol
Novolak Resin
22,40 kj/mol
Air
-228,60 kj/mol
(Yaws,1999) ∆G f °
=∆G f ° produk - ∆ G f ° reaktan
= (22,40 + (-228,60)) – ((-32,89) + (-109,91)) kj/mol
= -63,40 kj/mol = -63400 j/mol
∆ Gf°
= - RT ln K
-63400 j/mol
= - 8,314 J/mol. K x 298 K x ln K
-96,36 kj/mol
Formaldehid
-115,90 kj/mol
Novolak Resin -36,80 kj/mol Air
-241,80 kj/mol
(Yaws, 1999) (Yaws, 1999)
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
Maka panas pembentukan standar (Δ H 298 ): ΔH r
=ΔH produk -ΔH reaktan
(2-10) = (-36,80 + (-241,80)) – ((-96,36) + (-115,90)) = -66,34 KJ/mol = -66340 J/mol
Tanda negatif berarti, reaksi tersebut bersifat eksotermis. Besarnya konstanta kesetimbangan reaksi dapat dicari dengan rumus : Dari Smith Van Ness Equation (15.17)
K (2-11)
dengan : K 368
= Konstanta kesetimbangan pada suhu 368 K
K 298
= Konstanta kesetimbangan pada suhu 298 K
= Suhu reaksi, 368 K
= Tetapan gas ideal = 8,314 kJ/mol.K
H K ∆ 298 = Panas reaksi standar pada 298 K (Smith & VanNess,1985)
j molK
= 6,1377 x 10 -3
K 368
= 7,9692 x 10 8 = 7,9692 x 10 8
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
Karena harga konstanta kesetimbangan sangat besar maka reaksi termasuk irreversible ke kanan.
2.3 Diagram alir kualitatif Dapat dilihat pada gambar 2.1
2.4 Diagram alir kuantitatif Dapat dilihat pada gambar 2.2
2.5 Diagram alir proses Dapat dilihat pada gambar 2.3
2.6 Langkah proses Proses pembuatan Resin Novolak dari bahan baku fenol dan formaldehid dapat dibagi dalam 3 tahap, yaitu :
a. Tahap penyiapan bahan baku Formaldehid dengan kemurnian 99% dan fenol dengan kemurnian 89% serta H 2 SO 4 dari tangki penyimpanan dialirkan menuju ke reaktor dan disaat yang bersamaan melarutkan NaOH padat dengan air dalam Mixer (M-01).
b. Tahap Reaksi Dalam Reaktor Reaksi antara fenol dan formaldehid merupakan reaksi orde 2 yang bersifat eksotermis yang terjadi dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) , menggunakan katalis asam sulfat.
Larutan umpan reaktor terdiri dari larutan fresh feed fenol, larutan formaldehid, dan larutan asam sulfat (sebagai katalis) serta Larutan umpan reaktor terdiri dari larutan fresh feed fenol, larutan formaldehid, dan larutan asam sulfat (sebagai katalis) serta
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
larutan recycle dari produk atas Menara Destilasi 1 (MD-01) dan Menara Destilasi 2 (MD-02)
Larutan produk reaktor dengan suhu 95 º
C, 3 atm kemudian dilakukan proses netralisasi asam sulfat (H 2 SO 4 ) dengan menggunakan larutan natrium hidroksida (NaOH) 40% dari Mixer (M-01) kedalam tangki Netraliser (N-01).
c. Tahap Pemurnian Hasil Produk Netraliser (N-01) kemudian dialirkan ke Dekanter (D-
01) untuk mendapatkan Resin Novolak sesuai dengan spesifikasi pasar, sedang produk yang lain dimurnikan kembali ke Menara Destilasi 1 (MD-01) kemudian produk bawah Menara Destilasi 1 (MD-01) dialirkan ke Menara Destilasi 2 (MD-02)
2.7 Neraca Massa dan Neraca Panas Produk
: Resin Novolak 99%
Kapasitas perancangan
: 26.000 ton/tahun
Waktu operasi selama 1 tahun : 330 hari Waktu operasi selama 1 hari
: 24 jam : 24 jam
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
2.7.1 Neraca Massa
2.7.1.1 Neraca Massa Total Tabel 2.1
Neraca Massa Total
2.7.1.2 Neraca Massa Tiap Alat
a. Neraca massa di Reaktor
Tabel 2.2
Neraca Massa di sekitar Reaktor
Recycle MD 1(arus 11),
Recycle MD 2(arus13)
Arus 4
kmol/jam
kg/jam
kmol/jam
kg/jam
kmol/jam kg/jam CH 2 O
H 2 SO 4 0,1073
13.954,8228 kg/jam
13.954,8228 kg/jam
Komponen
kg/jam
Arus 1
Arus 2
Arus 3 Arus 7
Arus 9
Arus 15 CH 2 O
H 2 SO 4 10,5202
C 7 H 6 O 8.962,1293 Na 2 SO 4
15,2436 NaOH
8,5880
jumlah 2.562,0727 9.022,3056 10,7349 21,4699 2.571,5026 9.045,0804 Total
11.616,5830 kg/jam
11.616,5830 kg/jam
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
b. Neraca massa di Mixer
Tabel 2.3
Neraca Massa di sekitar Mixer
(kg/jam)
Arus 7 (kg/jam)
c. Neraca massa di netralizer
Tabel 2.4
Neraca Massa di sekitar Netralizer
arus 4 + arus 7
arus 8
kmol/jam
kg/jam
kmol/jam
kg/jam CH 2 O
H 2 SO 4 0,1073
Na 2 SO 4 0,0000
d. Neraca massa di Dekanter
Tabel 2.5
Neraca Massa di sekitar Dekanter
kmol/jam
kg/jam
kmol/jam
kg/jam
kmol/jam kg/jam CH 2 O
H 2 SO 4 0,0000
Na 2 SO 4 0,1073
13976,2926 kg/jam
13976,2926 kg/jam 13976,2926 kg/jam
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
d. Neraca massa di menara destilasi 1
Tabel 2.6
Neraca Massa di sekitar Menara Destilasi-01
kmol/jam
kg/jam
kmol/jam kg/jam
kmol/jam kg/jam CH 2 O
11.404,7900 kg/jam
11.404,7900 kg/jam
e. Neraca massa di menara destilasi 2
Tabel 2.7
Neraca Massa di sekitar Menara Destilasi-02
kmol/jam
kg/jam
kmol/jam
kg/jam
kmol/jam kg/jam
11.032,6653 kg/jam
11.032,6653 kg/jam
2.7.2 Neraca Panas
Tabel 2.8 Kapasitas panas (kJ/kmol) Cp=A+BT+CT 2 +DT 3
H 2 SO 4 26,004
Na 2 SO 4 233,515
-0,0095 -3,4665E-05 1,5771E-08 NaOH
87,639 -4,8368E-04 -4,5423E-06 1,1863E-09 87,639 -4,8368E-04 -4,5423E-06 1,1863E-09
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
2.7.2.1 Neraca Panas Tiap Alat
a. Neraca panas di reaktor
Tabel 2.9
Neraca Panas di sekitar Reaktor Keterangan
Input (kJ/jam)
Output (kJ/jam) Panas yang dibawa umpan
Panas yang dibawa produk 787.473,4056 Panas reaksi
Panas diserap pendingin -4.066.047,0347
b. Neraca panas di Mixer
Tabel 2.10
Neraca Panas di sekitar Mixer
Keterangan
Input (kJ/jam)
Output (kJ/jam) Panas yang dibawa umpan
Panas yang dibawa produk 363,6829 Panas reaksi
Panas diserap pendingin -8.478,3971
c. Neraca panas di Netralizer
Tabel 2.11
Neraca Panas di sekitar Netralizer
Keterangan
Input (kJ/jam)
Output (kJ/jam) Panas yang dibawa umpan
Panas yang dibawa produk 1.026.562,3081 Panas reaksi
Panas diserap pendingin -2.629.831.3719 total
-1.603.269,0638 -1.603.269,0638 -1.603.269,0638 -1.603.269,0638
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
d. Neraca panas di Dekanter
Tabel 2.12
Neraca Panas di sekitar Dekanter
Keterangan
Input (kJ/jam)
Output (kJ/jam) Panas yang dibawa umpan
Panas pelarut 0,1234 Panas yang dibawa produk
-1.300.008,5043 Panas yang ditambahkan
0,1234 -1.300.008,3809 -1.300.008,3809
e. Neraca panas di Menara Destilasi 1
Tabel 2.13
Neraca Panas di sekitar Menara Destilasi 1
Komponen
Input (kJ/jam) Output (kJ/jam) panas yang dibawa umpan
panas pada reboiler
panas yang dibawa destilat 45.898,2992 panas yang dibawa bottom
191.113,6248 panas pada kondensor
2.127.095,7889 jumlah
f. Neraca panas di Menara Destilasi 2
Tabel 2.14
Neraca Panas di sekitar Menara Destilasi 2
Komponen
Input (kJ/jam)
Output (kJ/jam) panas yang dibawa umpan
panas pada reboiler
panas yang dibawa destilat -512.709,0500 panas yang dibawa bottom
165.289,1098 panas pada kondensor
1.793.612,3310 jumlah
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
am
ba
2.
ia
gr
am
lir
ua
lita
ti
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
am
ba
2.
ia
gr
am
lir
ua
ntita
tif
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses Bab II Deskripsi proses
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
2.8 Lay Out Pabrik dan Peralatan
2.8.1 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 :
1. Pabrik resin novolak ini merupakan pengembangan, sehingga penentuan lay out dibatasi oleh bangunan yang ada.
2. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa depan.
3. Faktor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan ledakan, maka perencanaan lay out selalu diusahakan jauh dari sumber api, bahan panas, dan dari bahan yang mudah meledak, juga jauh dari asap atau gas beracun.
4. Sistem kontruksi yang direncanakan adalah outdoor untuk menekan biaya bangunan dan gedung, dan juga karena iklim Indonesia memungkinkan konstruksi secara outdoor.
5. Lahan terbatas sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian dan pengaturan ruangan / lahan.
(Vilbrant, 1959) (Vilbrant, 1959)
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu :
a. Daerah administrasi/perkantoran, laboratorium dan ruang kontrol merupakan pusat kegiatan administrasi pabrik yang 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 Merupakan daerah dimana alat proses diletakkan dan proses berlangsung.
c. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk. Merupakan daerah untuk tangki bahan baku dan produk.
d. Daerah gudang, bengkel dan garasi. Merupakan daerah untuk menampung bahan-bahan yang diperlukan oleh pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses.
e. Daerah utilitas Merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan bahan pendukung proses berlangsung dipusatkan.
(Vilbrant, 1959) (Vilbrant, 1959)
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
2.8.2 Lay Out Peralatan
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menentukan lay out peralatan proses pada pabrik resin novolak, 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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
5. Pertimbangan ekonomi
Dalam menempatkan alat-alat proses diusahakan dapat menekan biaya operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik.
6. Jarak antar alat proses
Untuk alat proses yang mempunyai suhu dan tekanan operasi tinggi sebaiknya dipisahkan dengan alat proses lainnya, sehingga apabila terjadi ledakan atau kebakaran pada alat tersebut maka kerusakan dapat diminimalkan.
(Vilbrant, 1959) Tata letak alat-alat proses harus dirancang sedemikian rupa sehingga : - Kelancaran proses produksi dapat terjamin - Dapat mengefektifkan luas lahan yang tersedia - Karyawan mendapat kepuasan kerja agar dapat meningkatkan
produktifitas kerja disamping keamanan yang kerja produktifitas kerja disamping keamanan yang kerja
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
Gambar 2.4 Lay out Pabrik Gambar 2.4 Lay out Pabrik
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Bab II Deskripsi proses
Gambar 2.5 Lay Out Peralatan
Keterangan : T-01 : Tangki Formaldehid T-02 : Tangki Fenol T-03 : Tangki Asam Sulfat T-04 : Tangki NaOH R
: Reaktor M
: Mixer
: Netraliser
D : Dekanter Md 1 : Menara Destilasi I Md 1I : Menara Destilasi II T-05 : Tangki Resin Novolak D : Dekanter Md 1 : Menara Destilasi I Md 1I : Menara Destilasi II T-05 : Tangki Resin Novolak
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES
Fungsi : Sebagai tempat berlangsungnya reaksi antara reaktan fenol dan formaldehid yang menghasilkan produk Resin Novolak dengan hasil samping berupa air.
Tipe : RATB ( Reaktor Alir Tangki Berpengaduk ) Jumlah
Kondisi Operasi
: T = 95 º C
P = 3 atm
Waktu Tinggal
: 0,535 jam
Material
: Low-alloy steel SA-204 grade C
Tebal shell
: 0,0095 m
Jenis head
: elliptical dished head
Tebal head
: 0,0098 m
Tinggi head
: 0,493 m
Tinggi Total
: 3,336 m : 3,336 m
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Pendingin • Tipe
: jaket
• Bahan Pendingin : air sungai • Lebar jaket
: 0,178 m
• Diameter jaket : 2,527 m • Tinggi jaket
: 1,945 m
Pengaduk • Jenis
: Flat Blade Turbine dengan baffle • Jumlah
• Kecepatan putar : 75 rpm • Motor
: Membuat larutan NaOH 40%
Tipe
: Tangki berpengaduk
Kondisi opersi Tekanan
Waktu tinggal
: 0,5 jam : 0,5 jam
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Spesifikasi Diameter
Tebal shell
: 0,0048 m
Jenis head : Bottom torispherical dished head Tebal head
: 0,0035 m
Material
:Stainless stell SA 333 Grade 3
Pengaduk • Jenis
: Turbin dengan 6 blade
• Kecepatan putar : 804,5113 rpm • Motor
Fungsi : Sebagai tempat menetralkan H 2 SO 4 produk dari
reaktor
Tipe
: Tangki berpengaduk
Kondisi opersi Tekanan
:1 atm :1 atm
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Suhu
: 70 º C
Waktu tinggal
: 0,5 jam
Spesifikasi Diameter
Tebal shell
: 0,0048 m
Jenis head
: Torisperical dished head
Tebal head
: 0,0064 m
Material
:Carbon stell SA 283 Grade C
Pendingin • Tipe
: jaket
• Bahan Pendingin : air sungai • Lebar jaket
: 0,1778 m
• Diameter jaket : 2,3963 m • Tinggi jaket
: 1,569 m
Pengaduk • Jenis
: Flat Blade Turbine dengan baffle • Jumlah
• Kecepatan putar : 81 rpm • Motor
: 150 hp : 150 hp
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Fungsi : Sebagai tempat pemisahan produk (Resin Novolak) dengan Na 2 SO 4 dan air Tipe
: Horisontal drum
Kondisi opersi Suhu
Waktu tinggal
: 0,798 menit
Spesifikasi Diameter
Tebal shell
: 0,0048 m
Jenis head
: Torisperical dished head
Tebal head
: 0,0048 m
Material
: Carbon stell SA 283 : Carbon stell SA 283
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
3.5. Menara Destilasi-01
Kode
: MD-01
Fungsi : Memisahkan produk dari impuritas yang tidak
menguntungkan
Tipe
: Sieve plate tower
Material
: Carbon Steel SA 283 garde C
: 1 atm
Kondisi operasi • Puncak
: T = 117,15 º C
• Umpan
: T = 169,35 °C
• Bawah
: T = 174,49 º C
Shell /Kolom • Diameter
: 1,19 m
• Tinggi total
: 11,95 m
• Tebal shell atas : 0,0047 m • Tebal shell bawah : 0,0084 m
Head • Tipe
: Torispherical head
• Tebal head atas : 0,0047 m • Tebal head bawah: 0,0047 m
Plate • Tipe
: Sieve tray
• Jumlah plate
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
• Plate spacing : 0,45 m • Plate umpan
: diantara plate ke 5 dan ke 6 dari bawah
3.6. Menara Destilasi-02
Kode
: MD-02
Fungsi : Memisahkan produk dari impuritas yang tidak
menguntungkan
Tipe
: Sieve plate tower
Material
: Carbon Steel SA 283 garde C
: 1 atm
Kondisi operasi • Puncak
: T = 161,65 º C
• Umpan
: T = 180,83 °C
• Bawah
: T = 218,84 º C
Shell /Kolom • Diameter
: 1,25 m
• Tinggi total
: 26,19 m
• Tebal shell atas : 0,0047 m • Tebal shell bawah : 0,0064 m
Head • Tipe
: Torispherical head
• Tebal head atas : 0,0047 m • Tebal head bawah: 0,0064 m • Tebal head atas : 0,0047 m • Tebal head bawah: 0,0064 m
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Plate • Tipe
: Sieve tray
• Jumlah plate
• Plate spacing : 0,5 m • Plate umpan
: diantara plate ke 5 dan ke 6 dari bawah
Fungsi : Memanaskan produk bawah Menara Distilasi 01 Tipe
: Kettle boiler
Beban panas
: 872.892,11 Btu/jam
Luas transfer panas
: 3,045 m 2
Pipa dalam • Fluida
: hasil bawah Menara Distilasi
• Kapasitas
: 11.404,7 kg/jam
• Material
: Carbon Steel SA 283 grade C
: 40 • ID : 0,0221 m
• Panjang
: 4,8768 m
• Jumlah tube
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Pipa luar • Fluida
: saturated steam
• Kapasitas
: 1.383,16 lb/jam
• Material
: Carbon Steel SA 283 grade D
: 40 • ID : 0,0221 m
Uc
: 807,69 Btu/j.F.ft 2
Ud
: 196,00 Btu/j.F.ft 2
Rd required
: 0,00387 j.F.ft 2 /Btu
Rd
: 0,003 j.F.ft 2 /Btu
Fungsi : Memanaskan produk bawah Menara Distilasi 02 Tipe
: Kettle boiler
Beban panas
: 1.333.853,12 Btu/jam
Luas transfer panas
: 6,0924 m 2
Pipa dalam • Fluida
: hasil bawah Menara Distilasi : hasil bawah Menara Distilasi
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
• Kapasitas
: 11.032,6 kg/jam
• Material
: Carbon Steel SA 283 grade C
: 40 • ID : 0,0221 m
• Panjang
: 4,8768 m
• Jumlah tube
Pipa luar • Fluida
: saturated steam
• Kapasitas
: 958,704 kg/jam
• Material
: Carbon Steel SA 283 grade D
: 40 • ID : 0,3667 m
Uc
: 807,70 Btu/j.F.ft 2
Ud
: 192 Btu/j.F.ft 2
Rd required
: 0,00377 j.F.ft 2 /Btu
Rd
: 0,003 j.F.ft 2 /Btu : 0,003 j.F.ft 2 /Btu
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Fungsi : Mengembunkan hasil atas menara distilasi 01
sebagai refluk
Tipe
: Double Pipe Heat Exchanger
Beban panas
: 663.014,05 Btu/jam
Luas transfer panas
: 12,5198 m 2
Pipa dalam • Fluida
: air sungai
• Kapasitas
: 2.611,72 kg/jam
Pipa luar • Fluida
: produk atas Menara Distilasi
• Kapasitas
: 812,506 kg/jam
• Material : Carbon Steel SA 283 grade C • Suhu
: T in = 116,74 º C
T out = 50,17 º C
• IPS
: 0,0762 m
• OD
: 0,0889 m : 0,0889 m
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
• SN
• Panjang hair pin : 0,096 m • Jumlah hair pin
Uc
: 160,65 Btu/j.F.ft 2
Ud
: 85 Btu/j.F.ft 2
Rd required
: 0,12 j.F.ft 2 /Btu
Rd
: 0,003 j.F.ft 2 /Btu
Fungsi : Mengembunkan hasil atas menara distilasi sebagai
refluk
Tipe
: Double Pipe Heat Exchanger
Beban panas
: 1.712.328,66 BTU/jam
Luas transfer panas
: 3,1643 m 2
Pipa dalam • Fluida
: air sungai
• Kapasitas
: 1.088,62 kg/jam
• Suhu
: T in
= 35 º C
T out
= 70 º C
• IPS
: 0,0508 m
• OD
: 0,0604 m
• SN
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Pipa luar • Fluida
: produk atas Menara Distilasi
• Kapasitas
: 812,506 kg/jam
• Material : Carbon Steel SA 283 grade C • Suhu
: T in = 184,95 º C
T out = 176,18 º C
• Panjang hair pin : 6,096 m • Jumlah hair pin
Uc
: 212.223,01 Btu/j.F.ft 2
Ud
: 85,00 Btu/j.F.ft 2
Rd required
: 0,003 j.F.ft 2 /Btu
Rd
: 0,395 j.F.ft 2 /Btu
Tugas : Menampung cairan setelah keluar dari CD-01
Jenis : Horisontal drum dengan torispherical head
Jumlah
: 1 buah : 1 buah
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
: Alloysteel SA 240 Grade C
Diameter tangki : 0,251 m Panjang tangki
: 0,754 m Tebal shell : 3 / 16 in = 0,0048 m
Dimensi head
Tebal head : 3 / 16 in = 0,0048 m
Panjang head
Tugas : Menampung cairan setelah keluar dari CD-02
Jenis : Horisontal drum dengan torispherical head
: Alloysteel SA 240 Grade C : Alloysteel SA 240 Grade C
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Diameter tangki : 0,436 m Panjang tangki
: 1,307 m Tebal shell : 3 / 16 in = 0,0048 m
Dimensi head
Tebal head : 3 / 16 in = 0,0048 m
Panjang head
: 0,1122 m
3.13. Heat Exchanger-01
Kode
: HE-01
Fungsi : Memanaskan produk keluaran D-01 ke MD-01 Tipe
: Double pipe heat exchanger
Jumlah
: 1 buah
Beban panas
: 2.784.132,0497 kJ/jam
Luas transfer panas
: 5,5474 m 2
Pipa dalam • Fluida
: fluida panas
• Kapasitas
: 1.545,4633 kg/jam
• Material
: Carbon Steel SA 283 grade C
• Suhu
: T in
= 232 º C = 232 º C
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
: 40 • ID : 0,0779 m
• Panjang hair pin : 3,6576 m • Jumlah hair pin
Pipa luar • Fluida
: fluida dingin
• Kapasitas
: 11.404,7900 kg/jam
• Material
: Carbon Steel SA 283 grade D
: 40 • ID : 0,0525 m
Uc
: 1240,21 BTU / hr . Ft 2 .F
Ud
: 209,76 BTU / hr . Ft 2 .F
Rd required
: 0,003 hr. ft 2 . F / BTU
Rd
: 0,004 hr. ft 2 . F / BTU : 0,004 hr. ft 2 . F / BTU
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
3.14. Heat Exchanger-02
Kode
: HE-02
Fungsi : Memanaskan produk keluaran MD-01 ke MD-02 Tipe
: Double pipe heat exchanger
Jumlah
: 1 buah
Beban panas
: 1.530.725,95 kJ/jam
Luas transfer panas
: 5,5472 m 2
Pipa dalam • Fluida
: fluida panas
• Kapasitas
: 849,692 kg/jam
• Material
: Carbon Steel SA 283 grade C
: 40 • ID : 0,0779 m
• Panjang hair pin: 3,6576 m • Jumlah hair pin : 4
Pipa luar • Fluida
: fluida dingin
• Kapasitas
: 11.032,6 kg/jam
• Material
: Carbon Steel SA 283 grade D : Carbon Steel SA 283 grade D
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
• Suhu
: T in
= 174,75 º C T out = 180,83 º C
: 40 • ID : 0,0525 m
Uc
: 1181,71 BTU / hr . Ft 2 .F
Ud
: 248,25 BTU / hr . Ft 2 .F
Rd required
: 0,003 hr. ft 2 . F / BTU
Rd
: 0,0032 hr. ft 2 . F / BTU
3.15. Heat Exchanger-03
Kode
: HE-03
Fungsi : Mendinginkan produk keluaran MD-02 ke tangki
Novolak
Tipe
: Double pipe heat exchanger
Jumlah
: 1 buah
Beban panas
: 81.302,83 Btu/jam
Luas transfer panas
: 1,3870 m 2
Pipa dalam • Fluida
: air sungai
• Kapasitas
: 2.012,46 kg/jam
• Material
: Carbon Steel SA 283 grade C : Carbon Steel SA 283 grade C
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
: 40 • ID : 0,0779 m
• Panjang hair pin: 3,6576 m • Jumlah hair pin : 1
Pipa luar • Fluida
: produk MD-02
• Kapasitas
: 378,786 kg/jam
• Material
: Carbon Steel SA 283 grade D
• Suhu
: T in
= 205,39 º C T out = 35 º C
: 40 • ID : 0,0525 m
Uc
: 127,41 BTU / hr . Ft 2 .F
Ud
: 66,01 BTU / hr . Ft 2 .F
Rd required
: 0,003 hr. ft 2 . F / BTU
Rd
: 0,003 hr. ft 2 . F / BTU : 0,003 hr. ft 2 . F / BTU
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
3.16. Tangki Formaldehid
Kode
: T-01
Fungsi : Menyimpan formaldehid fase cair selama 1 bulan Tipe
: Tangki silinder horizontal
Kondisi operasi
: Carbon steel SA-283 grade C
Tebal shell
: 0,0160 m
Tebal head
: 0,0095 m
3.17. Tangki Fenol
Kode
: T-02
Fungsi : Menyimpan fenol fase cair selama 1 bulan Tipe
: Tangki silinder tegak dengan dasar datar (flat bottom) dan bagian atas berbentuk kerucut (conical)
Kondisi operasi
: Carbon steel SA-283 grade C
Kapasitas
: 9.271,3 m 3 : 9.271,3 m 3
commit to user
dari Fenol dan Formaldehid Kapasitas Produksi 26.000 ton/tahun
Tebal shell
course 1 = 0,0571 m course 2 = 0,0539 m course 3 = 0,0476 m course 4 = 0,0444 m course 5 = 0,0413 m course 6 = 0,0381 m course 7 = 0,0317 m
Tebal head
: 0,0286 m
Tinggi head
: 5,5471 m
Tinggi total
: 18,3487 m
3.18. Tangki Asam Sulfat
Kode
: T-03
Fungsi : Menyimpan asam sulfat selama 1 bulan Tipe
: Tangki silinder tegak dengan dasar datar ( falt bottom ) dan bagian atas berbentuk kerucut ( conical )
Jumlah
: 1 buah
Kondisi operasi
: Carbon steel SA-283 grade C
Kapasitas