Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Asam Akrilat Dari Propena Dan Oksigen Dengan Kapasitas 13.000 Ton Tahun Chapter III XI
BAB III
NERACA MASSA
Kapasitas Produksi : 13.000 ton / tahun
Operasi
: 330 hari
Basis Perhitungan
: 1 jam operasi
3.1.Reaktor – 01
Tabel 3.1 Neraca massa pada Reaktor-01
KOMPONEN
MASUK
KELUAR
C3H6 (propena)
984,644819
0
C3H8 (propana)
4,97523794
4,975237945
O2 (oksigen)
1500,41115
728,8247172
N2 (nitrogen)
4938,85338
4938,853376
CO2 (karbon dioksida)
19,59912068
CH3COOH (as.asetat)
26,72607365
H2O (air)
421,9906366
C3H4O (akrolein)
1287,915423
TOTAL
7428,88459
7428,884585
3.2 Reaktor – 02
Tabel 3.2 Neraca massa pada Reaktor-02
Komponen
MASUK
KELUAR
C3H6 (propena)
0
0
C3H8 (propana)
4,975237945
4,97523794
CO2 (karbon dioksida)
19,59912068
19,5991207
O2 (oksigen)
728,8247172
363,792689
N2 (nitrogen)
4938,853376
4938,85338
CH3COOH (as.asetat)
26,72607365
26,7260736
H2O (air)
421,9906366
421,990637
C3H4O (akrolein)
1287,915423
10,3033234
Universitas Sumatera Utara
C3H4O2 (as.akrilat)
1642,64413
TOTAL
7428,884585
7428,88459
3.3.Absorber – 01
Tabel 3.3 Neraca massa Absoben-01
MASUK(KG)
Komponen
W10
KELUAR(KG)
Water
W12
W17
C3H6 (propena)
0,0000
0
0,0000
0
C3H8 (propana)
4,9752
0
4,9752
0
19,5991
0
19,5991
0
O2 (oksigen)
363,7927
0
363,7927
0
N2 (nitrogen)
4938,8534
0 4938,8534
0
CO2 (karbon dioksida)
CH3COOH (as.asetat)
H2O (air)
26,7496
0
0,0235
26,7261
2560,3653 2937,1027
193,2429
5304,2252
C3H4O (akrolein)
C3H4O2 (as.akrilat)
10,3033
0
10,3033
0
1784,6668
0
143,3413
1641,3255
9709,3055 2937,1027 5674,1314
6972,2767
Total
12646,4082
12646,4082
3.4 Cooling Column– 01
Tabel 3.4 Neraca massa Cooling Coluomn-01
MASUK(KG)
KELUAR(KG)
Water demint
KOMPONEN
W12
W13
C3H6 (propena)
0
C3H8 (propana)
W14
0
W15
0
0
4,97523794
0 4,97523794
0
CO2 (karbon dioksida) 19,5991207
0 19,5991207
0
O2 (oksigen)
363,792689
0 363,792689
0
N2 (nitrogen)
4938,85338
0 4938,85338
0
CH3COOH (as.asetat)
0,02349507
0 1,9607E-08
0,023495
Universitas Sumatera Utara
H2O (air)
193,242855
2006,2167 61,0849037
2138,375
C3H4O (akrolein)
10,3033234
0 10,3033234
0
143,34134
0 1,31862773
142,0227
5674,13144
2006,2167 5399,92728
2280,421
C3H4O2 (as.akrilat)
total
7680,348158
7680,348158
3.5 Kolom Destilasi-01
Tabel 3.5 Neraca Massa Kolom Destilasi-01
KOMPONEN
INPUT
OUTPUT
(W18)
TOP(W19) BOTTOM(W23)
H2O (air)
5304,2252
5277,7040
26,5211
CH3COOH (as.asetat)
26,7261
0,1336
26,5924
C3H4O2 (as.akrilat)
1641,3255
0,0000
1641,3255
1694,4391
6972,2767
5277,8377
TOTAL
6972,2767
3.6 Condenser – 01
Tabel 3.6 Neraca Massa Condenser-01
KOMPONEN
INPUT
OUTPUT (kg/jam)
W19
BOTTOM(W22) TOP(W24)
H2O (air)
7124,9004
1847,1964
5277,7040
CH3COOH(as.asetat)
0,1804
0,0467
0,1336
C3H4O2 (as.akrilat)
0
0
0
TOTAL
7125,08084
1847,2431
5277,8376
7125,08084
Universitas Sumatera Utara
3.7 Reboiler – 01
Tabel 3.7 Neraca Massa Reboiler-01
KOMPONEN
INPUT
OUTPUT
(kg/jam)
(W23)
TOP(W24)
BOTTOM(W25)
H2O (air)
451,3164
424,7953
26,5211
CH3COOH(as.asetat)
452,5301
425,9376
26,5924
C3H4O2 (as.akrilat)
27930,8371
26289,5116
1641,3255
TOTAL
28834,6837
27140,2446
1694,4390
28834,68372
3.8 Kolom Destilasi – 02
Tabel 3.8 Kolom destilasi-02
KOMPONEN
INPUT (kg/jam)
OUTPUT (kg/jam)
(W25)
TOP(W26) BOTTOM(W30)
H2O (air)
26,5211
24,1573
2,3638
CH3COOH(as.asetat)
26,5924
26,4595
0,1330
C3H4O2 (as.akrilat)
1641,3255
8,2066
1633,1189
58,8234
1635,6157
TOTAL
1694,4391
1694,4391
3.9 Condenser – 02
Tabel 3.9 Neraca Massa Condenser-02
KOMPONEN
INPUT (kg/jam)
OUTPUT (kg/jam)
(W26)
L(W29)
H2O (air)
398,5952
374,4379
24,1573
CH3COOH(as.asetat)
436,5814
410,1220
26,4595
C3H4O2 (as.akrilat)
135,4094
127,2027
8,2066
970,5860
911,7626
58,8234
Total
D(W27)
970,5860
Universitas Sumatera Utara
3.10
Reboiler – 02
Tabel 3.10 Neraca Massa Reboiler-02
INPUT
KOMPONEN
OUTPUT (kg/jam)
(kg/jam)
(W30)
REFLUKS(W31)
BOTTOM(W32)
H2O (air)
5,6068
3,2430
2,3638
CH3COOH(as.asetat)
0,3154
0,1824
0,1330
C3H4O2 (as.akrilat)
3873,6159
2240,4970
1633,1189
2243,9224
1635,6157
TOTAL
3879,5381
3879,5381
3.11
Evaporator-01
Tabel 3.11 Neraca Massa Evaporator
MASUK
KOMPONEN
KELUAR
aliran
aliran
Aliran
32
33
35
kmol
kg
kmol
kg
kmol
Kg
H2O (air)
0,0022
0,1330
0,0019 0,1130
0,0022
0,1330
CH3COOH(as.asetat)
0,1312
2,3625
0,1116 2,0081
0,0197
0,3544
C3H4O2 (as.akrilat)
22,7552 1638,3732
TOTAL
22,8886 1640,8686
22,7552 1638,3732
0,1134 2,1211
22,8886 Kmol
22,7771 1638,8605
1640,8686
Kg
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
NERACA PANAS
4.NERACA PANAS
4.1.REAKTOR-01
Tabel 4.1 Neraca panas Reaktor-01
Q INPUT (kJ)
Q feed
Q OUTPUT (kJ)
2558552,5825 Q5
Qw in
2581663,6497
91746,9020 Qw out
Qr1
743764,8883
Qr2
13321,3947
825722,1177
3407385,7674
3407385,7674
4.2.REAKTOR-02
Tabel 4.2 Neraca panas Reaktor-02
Q INPUT (kJ)
Q OUTPUT (kJ)
Q7
2581663,6497 Q9
2079184,4554
Qw in
183840,9593
1286886,7148
Qr
600566,5612
Qw out
3366071,1702
3366071,1702
4.3.ABSORBER 01(AB-01)
Tabel 4.3 Neraca panas Absorber-01
Q INPUT (kJ)
Q OUTPUT (kJ)
Q10
310775,2144 Q12
Q16
27476,3936 Qs
Q11
158278,0317 Q17
496529,6396
170924,4409
6667,4241
318937,7738
496529,6388
Universitas Sumatera Utara
4.4.HEATER-01
Tabel 4.4 Neraca panas Hedater-01
Q INPUT (kJ)
Q OUTPUT (kJ)
Q15
33246,4508 Q16
319260,0156
Qs-in
411641,4217 Qs-out
125627,8569
444887,8725
444887,8725
4.5.HEATER-02
Tabel 4.5 Neraca panas Heater-02
Panas masuk (kJ)
Panas keluar (kJ)
Q17
318942,2995 Q18
987651,2031
Qs-in
962430,8693 Qs-out
293721,9657
1281373,1688
1281373,1688
4.6.KOLOM DESTILASI-01(KD-01)
Tabel 4.6 Neraca panas Kolom Destilasi-01
Panas masuk (kJ)
Panas keluar (kJ)
QF
987609,4688
QD
792060,8281
QRB
15962082,0611
QB
166473,1024
QCD
15991157,5995
16949691,5299
16949691,5299
4.7.CONDENSER-01 (CD-01)
Tabel 4.7 Neraca panas Condenser-01
Panas masuk (kJ)
Panas keluar (kJ)
Q19
73720827,58
Q20
1197920,086
Qw in
17275069,67
Q20
3422628,817
Qw out
86375348,34
90995897,25
90995897,25
Universitas Sumatera Utara
4.8.REBOILER-01 (RB-01)
Tabel 4.8 Neraca panas Reboiler-01
Q INPUT (kJ)
Q23
Qs in
Q OUTPUT (kJ)
2835812,3485 Q25
166643,4521
Q24
18631421,3072
Qs out
10903135,8779
26865388,2888
29701200,6373
29701200,6373
4.9.KOLOM DESTILASI-02 (KD-02)
Tabel 4.9 Neraca panas Kolom Destilasi-02
Q INPUT (kJ)
QF
Q RB
Q OUTPUT (kJ)
166643,4521
QD
8374,3214
1178629,4535
QB
188210,3573
QCD
1148688,2269
1345272,9056
1345272,9056
4.10. CONDENSER-02 (CD-02)
Tabel 4.10 Neraca panas Condenser-02
Q INPUT (kJ)
Q26
Q OUTPUT (kJ)
1286864,5297 Q27
8374,3214
Q 29
129801,9815
Qw in
287172,0567 Qw out
1574036,5865
1435860,2836
1574036,5865
4.11. REBOILER-02 (RB-02)
Tabel 4.11 Neraca panas Reboiler-02
Q INPUT (kJ)
Q 30
1471770,9369
Qs in
1983701,1157
Q OUTPUT (kJ)
Q32
1053208,0642
Q 31
1597192,3262
Universitas Sumatera Utara
Qs out
3455472,0526
805071,6622
3455472,0526
4.12.COOLER-01
Tabel 4.12 Neraca panas Cooler-01
Q INPUT
Q OUTPUT
(kJ)
(kJ)
692790.1697
692790.1697
4.13.COOLER – 02
Tabel 4.13 Neraca panas Cooler-02
Q INPUT (kJ)
Qh
Q OUTPUT (kJ)
944713.8690
Qc
944713.8678
4.14.COOLER 03
Tabel 4.14 Neraca panas Cooler-03
NERACA PANAS COOLER-02 (C-02)
Q INPUT (kJ)
Qh
750420.9375
Q OUTPUT (kJ)
Qc
750420.9375
4.14. COOLER 4
Tabel 4.15 Neraca panas Cooler-05
Panas masuk (kJ)
Panas keluar (kJ)
Q24
6757413.6937
Q25
2774515.8403
Qw in
995724.4634
Qw out
4978622.3168
7753138.1570
7753138.1570
Universitas Sumatera Utara
4.15.COOLER – 05
Tabel 4.16 Neraca panas Cooler-06
Panas masuk (kJ)
Panas keluar (kJ)
Q27
8004.6812
Q28
418.2752
Qw in
1896.6015
Qw out
9483.0075
9901.2827
9901.2827
4.16.COOLER – 06
Tabel 4.17 Neraca panas Cooler-06
Panas masuk (kJ)
Panas keluar (kJ)
Q34
187840.6924
Q35
145246.0841
Qw in
10648.6521
Qw out
53243.2603
198489.3445
198489.3445
4.17.EVAPORATOR (EV-01)
Tabel 4.18 Neraca Panas Evaporator-01
Q masuk (kJ)
Q keluar (kJ)
Q32
84051,0243
Q34
267,4696
Qsin
78895,4041
Q33
144514,1067
Qsout
18164,8521
∑Q=
162946,4284
∑Q=
162946,4284
Universitas Sumatera Utara
BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN
5.1.Tanki 01
Fungsi
: Tempat menyimpan propena C3H6
Tipe
: Silinder vertical dengan tutup ellipsoidal
Bahan konstruksi
: Carbon steel
Temperature design
: 30 oC
Tekanan design
: 1 atm
Panjang
:16,8602 m
Diameter
: 4,777m
Tebal
: 0,037m
Diameter
Outlet
Jumlah
Waktu
tangki
Tinggi
Diameter
Tangki
simpan (hari)
(m)
tangki (m)
(m)
(unit)
(T – 02)
7
1,52
3,0388
1,5219
1
(T – 03)
2
2,86
5,7130
2,8608
1
5.2.
Reaktor 01
Fungsi
: Mereaksikan bahan baku Propena dan Oksigen secara
Oksidasi untuk menghasilkan akrolein
Tipe
: Multi Turbular Reaktor
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel SA - 299
Tekanan
: 3 bar
Temperatur
: 320oC
Diameter
: 2,0117 m
Tebal Shell
: 0,0284 m
Tinggi Reaktor
: 5,1362 m
5.3.Reaktor 02
Fungsi
: Mereaksikan akrolein (C3H4O) menjadi asam akrilat
(C3H4O2)
Universitas Sumatera Utara
Tipe
: Multi Turbular Reaktor
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel SA - 299
Tekanan
: 3 bar
Temperatur
: 165 oC
Diameter
: 2,0117 m
Tebal Shell
: 0,0028 m
Tinggi Reaktor
: 6,5596 m
5.4.Absorber 01
Fungsi
: Proses penyerapan fasa gas seperti C3H8, CO2, N2 dan
C3H4O2 yang masih berupa fasa gas yang terdapat dalam
produk
Tipe
: Packed Tower
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
Tekanan
: 1,bar
Temperatur
: 60 oC
Diameter
: 1,5756 m
Tebal Shell
: 3,33 cm
Tinggi Reaktor
: 7,0912 m
5.5.Cooling Coloumn 01
Fungsi
: Pemisahan dengan perbedaan fasa dengan penurunan titik
didih
Tipe
: Packed Tower
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
Tekanan
: 1,bar
Temperatur
: 40 oC
Diameter
: 2,3263 m
Tebal Shell
: 3,38 cm
Tinggi
: 8,55457 m
Universitas Sumatera Utara
5.6.Kolom Destilasi 01
Fungsi
: Tempat memisahkan H2O dari campuran Asam Asetat
(CH3COOH) dan Asam Akrilat
Tipe
: Tray Column
Bahan Konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
Tekanan
: 1,bar
Temperatur
: 107 oC
Diameter Kolom bawah: 0,8781 buah
Diameter kolom atas : 0,6839 m
Efisiensi tray
: 0,6438
Tinggi
: 8,36065 m
5.7.Kolom Destilasi 02
Fungsi
: Tempat memisahkan H2O dari campuran Asam Asetat
(CH3COOH dan Asam Akrilat
Tipe
: Tray Column
Bahan Konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
Tekanan
: 1,bar
Temperatur
: 120 oC
Diameter Kolom bawah: 1,4436 buah
Diameter kolom atas : 1,3602 m
Efisiensi tray
: 0,6438
Tinggi
: 10,1425m
5.8.Evaporator 01
Fungsi
: Pemisahan kandungan H2O yang masih terkandung dalam
asam akrilat dengan menggunakan evaporator
Tipe
: Long tube recirculation evaporator
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
Tekanan
: 1,bar
Temperatur
: 40 oC
Universitas Sumatera Utara
Jumlah harpin
: 8 buah
Annulus (shel)
IPS
=
2
Sch. No
=
40 inch
OD
=
2,38 inch
ID
=
2,067 inch
a''
=
0,622 ft2
Inner (Tube)
IPS
=
Sch. No.
=
40,000 inch
OD
=
1,900 inch
ID
=
1,610 inch
a''
=
0,498 ft2
Dirt factor (Rd)
1,500
: 0,4419 hr.ft2.oF/Btu
Actual Design Coefficient, Ud : 62,9534 Btu/hr.ft2.oF
Clean Overall Coefficient, Uc : 72,4765 Btu/hr.ft2.oF
:
5.9.Accumulator 01
Fungsi
: Tempat menampung kondensat yang keluar dari CD-01
Tipe
: Silinder horizontal dengan penutup ellipsoidal
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel SA – 283 Grade C
Tekanan
: 1,bar
Temperatur
: 104 oC
Panjang total
:1,8179 m
Diameter luar
: 0,7283 m
Panjang ellipsoidal
: 0,1818 m
Tebal dinding kolom : 0,012 m
= 0,47 in
Tebal ellipsoidal head : 0,005 m
= 0,19 in
Universitas Sumatera Utara
5.10. Accumulator 02
Fungsi
: Tempat menampung kondensat yang keluar dari CD-02
Tipe
: Silinder horizontal dengan penutup ellipsoidal
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel SA – 283 Grade C
Tekanan
: 1,bar
Temperatur
: 116 oC
Panjang total
:0,8213 m
Diameter
: 0,82 m
Diameter luar
: 0,85 m
Panjang ellipsoidal
: 0,0821 m
Tebal dinding kolom : 0,007 m
= 0,27 in
Tebal ellipsoidal head : 0,004 m
= 0,15 in
5.11. Blower 01
Fungsi
: Mengalirkan keluaran top absorber ke cc-01
Tipe
: Centrifugal Blower
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
Kecepatan Udara
Gas Horse Power
Blower 01
0,6460 ft/s
0,25 Hp
Blower 02
0,8032 ft/s
0,25 Hp
5.12. Kondenser 01
Fungsi
: Mengkondensasikan produk keluaran KD-01
Tipe
: Shell and Tube Heat Exchanger
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
ANNULUS
ID
=
INNER PIPE
4,026 in
ID =
3,068 in
OD =
4,5
OD =
3,5
ΔPa =
0,1351 psi
ΔPP
0,0954 psi
in
Jumlah harpin
: 11 buah
Panjang
: 20 ft
=
in
Universitas Sumatera Utara
Actual Design Coefficient, Ud : 78,95003 Btu/hr.ft2.oF
Clean Overall Coefficient, Uc : 95,72886 Btu/hr.ft2.oF
Dirt factor Rd
: 0,0022
5.13. Cooler 01
Fungsi
: Menurunkan temperatur produk reaktor
Tipe
: Double Pipe Heat Exchanger
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
Actual Design Coefficient, Ud : 220,462 Btu/hr.ft2.oF
Clean Overall Coefficient, Uc : 40,3177Btu/hr.ft2.oF
Dirt factor Rd
Nama Alat
: 0,001
UC
UD
Rd Calculated
Cooler 01
40,3178
220,4620
0,0020
Cooler 02
20,1509
19,3703
0,0020
Cooler 03
79,4593
78,5451
0,0019
Cooler 04
20,1509
19,3703
0,0020
Cooler 05
20,1509
19,3703
0,0020
Cooler 06
20,1509
19,3703
0,0020
5.14. Heater 01
Fungsi
: Menaikkan temperatur feed dari CC-01 ke AB-01
Bahan Konstruksi
: Carbon steel
Tipe
: Shell and Tube Heat Exchanger
Jumlah
: 188
Panjang
: 14 ft
OD, ID
: 1 in, 0,87 in
BWG
: 16
Pitch
: 1,25-in,Triangular pitch
ΔP
: 0,0401 Psi
Pass
: 2
ID
: 21,25 in
Universitas Sumatera Utara
Baffle space
: 4,25 in
Pass
:2
ΔP
: 0,0043 Psi
5.15. Heater 02
Fungsi
: Menaikkan temperatur feed dari absorber ke KD-01
Tipe
: Shell and Tube Heat Exchanger
Bahan Konstruksi
: Carbon steel
Jumlah
: 242
Panjang
: 14 ft
OD, ID
: 1 in, 0,87 in
BWG
: 16
Pitch
: 1,25-in,Triangular pitch
ΔP
: 1,4945 Psi
Pass
:8
ID
: 19,25 in
Baffle space
:3,85 in
Pass
:2
ΔP
: 0,0308 Psi
5.16. Kompressor 01
Fungsi
: Mengalirkan dan menaikkan tekanan udara menjadi 3 atm
sebelum masuk ke Reaktor 01 dan Reaktor 02
Jumlah
: 1 buah
Operasi
: Kontinyu
Fungsi
: Mengalirkan dan menaikan tekanan feed yang masuk ke
Reaktor 01
Tipe
: Centrifugal kompresor
Kapasitas
: 17802,4477 ft3/min
Tekanan Input
: 1 atm
Tekanan Output
: 2.96 atm
Rasio Kompresi
: 3 stage
Universitas Sumatera Utara
Gas Horse Power
: 2123 Hp
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.17. Kompressor 02
Fungsi
: Mengalirkan dan menaikan tekanan feed sebelum masuk
Reaktor 02
Tipe
: Centrifugal kompresor
Kapasitas
: 2053,5747 ft3/min
Tekanan Input
: 1 atm
Tekanan Output
: 2.96 atm
Rasio Kompresi
: 3 stage
Gas Horse Power
: 242 Hp
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.18. Pompa 01
Kode Alat
: P-01
Jumlah
: 2 buah ( 1 cadangan )
Operasi
: Kontinyu
Fungsi
: Untuk mengalirkan produk ke Tangki
Tipe
: Centrifugal
Kapasitas
: 74,9429 lb/min
Effisiensi pompa
: 60 %
Power
: 0,25 Hp
MPH
: 0,086
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.19. Pompa 02
Tipe
: Centrifugal
Kapasitas
: 74,9429 lb/min
Effisiensi pompa
: 90 %
Power
: 0,25 Hp
BPH
: 0,0497 Hp
Universitas Sumatera Utara
MPH
: 0,0994 Hp
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.20. Pompa 03
Tipe
: Centrifugal
Kapasitas
: 213,1936 lb/min
Effisiensi pompa
: 60 %
Power
: 1 Hp
BPH
: 0,3284 Hp
MPH
: 0,4830 Hp
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.21. Pompa 04
Tipe
: Centrifugal
Kapasitas
: 2,5942 lb/min
Effisiensi pompa
: 60 %
Power
: 0,25 Hp
BPH
: 0,17 HP
MPH
: 0,0026 HP
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.22. Pompa 05
Tipe
: Centrifugal
Kapasitas
: 72,3487 lb/min
Effisiensi pompa
: 60 %
Power
: 0,25 Hp
BPH
: 0,05 Hp
MPH
: 0,13 HP
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
Universitas Sumatera Utara
5.23. Pompa 06
Tipe
: Centrifugal
Kapasitas
: 72,3487 lb/min
Effisiensi pompa
: 60 %
Power
: 0,25 Hp
BPH
: 0,05 Hp
MPH
: 0,13 HP
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.24. Reboiler 01
Fungsi
: Menguapkan kembali bottom product KD-01
Tipe
: Kettle Reboiler
Bahan Konstruksi
: Carbon steel
Uc
: 63,1269
Ud
: 60,4881
Rd calculated
: 0,001
5.25. Reboiler 02
Fungsi
: Menguapkan kembali keluaran bottom KD-02.
Tipe
: Kettle Reboiler
ANNULUS
INNER PIPE
ID
=
2
in
ID
=
1,5
in
OD
=
2,38
in
OD =
1,9
in
ΔPa
=
1,0669 psi
ΔPP
1,1547 psi
Jumlah harpain
: 6 buah
Panjang
: 20 ft
=
Actual Design Coefficient, Ud : 136,1463 Btu/hr.ft2.oF
Clean Overall Coefficient, Uc : 230,1475 Btu/hr.ft2.oF
Uc
: 98,46918642
UD
: 75,95262962
RD calculated
: 0,00301064
RD required
: 0,003
Universitas Sumatera Utara
BAB VI
INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
6.1
Instrumentasi
Instrumentasi adalah peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol
untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang
diharapkan. Dalam suatu pabrik kimia, pemakaian instrumen merupakan suatu hal
yang sangat penting karena dengan adanya rangkaian instrumen tersebut maka
operasi semua peralatan yang ada di dalam pabrik dapat dimonitor dan dikontrol
dengan cermat, mudah dan efisien. Alat-alat instrumentasi dipasang pada setiap
peralatan proses dengan tujuan agar sarjana teknik dapat memantau dan mengontrol
kondisi di lapangan. Dengan adanya instrumentasi ini pula, para sarjana teknik dapat
segera melakukan tindakan apabila terjadi kejanggalan dalam proses. Namun pada
dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses di pabrik
mencapai tingkat kesalahan (error) yang paling minimum sehingga produk dapat
dihasilkan secara optimal (Considine, 1985).
Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol (controller), penunjuk
(indicator), pencatat (recorder), dan pemberi tanda bahaya (alarm). Instrumentasi
bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat
dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan
proses tergantung pada pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada
pemakaian alat-alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat-alat tersebut
dipasang diatas papan instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau
disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan peralatan (kontrol
otomatis) (Timmerhaus, 2004).
Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol/diukur oleh instrumen
adalah :
1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan.
2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH,
humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel
lainnya (Considine,1985).
Universitas Sumatera Utara
Pada dasarnya sistem pengendalian terdiri dari:
1. Sensing Element / Elemen Perasa (Primary Element)
Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga variabel
yang diukur.
2. Elemen pengukur (measuring element)
Elemen pengukur adalah suatu elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan
temperatur, tekanan, laju aliran, maupun tinggi fluida.
3. Elemen pengontrol (controlling element)
Elemen pengontrol yang menerima sinyal kemudian akan segera mengatur
perubahan-perubahan proses tersebut sama dengan nilai yang diinginkan.
4. Elemen pengontrol akhir (final control element)
Elemen ini merupakan elemen yang akan mengubah masukan yang keluar dari
elemen pengontrol ke dalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada
dalam batas yang diinginkan dan merupakan hasil yang dikehendaki.
(Considine,1985)
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen-instrumen adalah:
1. Range yang diperlukan untuk pengukuran
2. Level instrumentasi
3. Ketelitian yang dibutuhkan
4. Bahan konstruksinya
5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses
(Timmerhaus,2004)
Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah :
1. Untuk variabel temperatur
Temperature Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati temperatur suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan
pengendalian.
Temperature Indicator Controller (TI) adalah instrumentasi yang digunakan
untuk mengamati temperatur dari suatu alat.
2. Untuk variabel tinggi permukaan cairan
Universitas Sumatera Utara
Level Controller (LC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati
ketinggian cairan dalam suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat
melakukan pengendalian.
Level Indicator Controller (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati ketinggian cairan dalam suatu alat.
3. Untuk variabel tekanan
Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati tekanan operasi suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat
melakukan pengendalian.
Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati tekanan operasi suatu alat.
4.
Untuk variabel aliran cairan
Flow Controller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati
laju alir larutan atau cairan yang melalui suatu alat dan bila terjadi perubahan
dapat melakukan pengendalian.
Flow Indicator Controller (FI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati laju aliran atau cairan suatu alat.
(Considine, 1985)
Instrumentasi yang digunakan dalam pabrik Asam akrilat ini disajikan dalam
table 6.1 berikut ini:
Tabel 6.1 Daftar Penggunanan Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Asam
akrilat
No.
Nama Alat
Jenis Instrumen
1.
Tangki cairan
Level Indikator (LI)
Pressure Indicator (PI)
2.
Tangki gas
Level Indikator (LI)
Pressure Controller (PC)
Temperatur Indikator (TC)
2.
Mixer
3.
Reaktor
Temperature Controller (TC)
Level Controller (LC)
Level Controller (LC)
Universitas Sumatera Utara
Temperatur Indikator (TC)
Pressure Controller (PC)
Level Controller (LC)
4.
Menara Destilasi
5.
Pompa
Flow Controller (FC)
6.
Akumulator
Level Controller (LC)
7.
Kompresor
8.
Kondensor dan Reboiler
Temperature Controller (TC)
9.
Ekspander
Pressure Controller (PC)
6.2
Keselamatan Kerja Pada Pabrik Asam akrilat
Pressure Controller (PC)
Flow Controller (FC)
Pressure Indicator (PI)
Keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik,
oleh karena itu aspek ini harus diperhatikan secara serius dan terpadu. Untuk maksud
tersebut perlu diperhatikan cara pengendalian keselamatan kerja dan keamanan
pabrik pada saat perancangan dan saat pabrik beroperasi. Dalam rancangan pabrik
Asam akrilat, usaha-usaha pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi
dilakukan sebagai berikut :
6.2.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan
Proses produksi Asam akrilat menggunakan reaktor yang beroperasi pada
tekanan 3 atm dan suhu 320-265°C. Bahaya yang kemungkinan timbul adalah
kebakaran atau peledakan yang berasal dari reaktor. Selain itu unit penghasil uap
(boiler) juga dapat menciptakan hal yang serupa apabila pengendalian tidak berjalan
optimal.
Dari uraian di atas maka perlu dilakukan upaya pencegahan dan penanganan
terhadap kebakaran dan ledakan sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui adanya bahaya kebakaran maka sistem alarm dipasang pada
tempat yang strategis dan penting seperti laboratorium dan ruang proses.
2. Pada peralatan pabrik yang berupa tangki dibuat main hole dan hand hole yang
cukup untuk pemeriksaan.
Universitas Sumatera Utara
3. Sistem perlengkapan energi seperti pipa bahan bakar, saluran udara, saluran
steam, dan air dibedakan warnanya dan letaknya tidak menggangu gerakan
karyawan.
4. Mobil pemadam kebakaran yang ditempatkan di fire station setiap saat dalam
keadaan siaga.
5. Penyediaan racun api yang selalu siap dengan pompa hydran untuk jarak tertentu.
Sesuai dengan peraturan yang tertulis dalam Peraturan Tenaga Kerja No.
Per/02/Men/1983 tentang instalasi alarm kebakaran otomatis, yaitu :
1. Detektor Kebakaran, merupakan alat yang berfungsi untuk mendeteksi secara
dini adanya suatu kebakaran awal. Alat ini terbagi atas:
a. Smoke detector adalah detektor yang bekerja berdasarkan terjadinya
akumulasi asap dalam jumlah tertentu.
b. Gas detector adalah detektor yang bekerja berdasarkan kenaikan
konsentrasi gas yang timbul akibat kebakaran ataupun gas-gas lain yang
mudah terbakar.
c. Alarm kebakaran, merupakan komponen dari sistem deteksi dan alarm
kebakaran yang memberikan isyarat adanya suatu kebakaran. Alarm ini
berupa:
1) Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat berupa bunyi khusus
(audible alarm).
2) Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat yang tertangkap
oleh pandangan mata secara jelas (visible alarm).
2. Panel Indikator Kebakaran
Panel indikator kebakaran adalah suatu komponen dari sistem deteksi dan alarm
kebakaran yang berfungsi mengendalikan sistem dan terletak di ruang operator.
6.2.2 Peralatan Perlindungan Diri
Upaya peningkatan keselamatan kerja bagi karyawan pada pabrik ini adalah
dengan menyediakan fasilitas sesuai bidang kerjanya. Fasilitas yang diberikan adalah
melengkapi karyawan dengan peralatan perlindungan diri sebagai berikut :
1. Helm
2. Pakaian dan perlengkapan pelindung.
Universitas Sumatera Utara
3. Sepatu pengaman.
4. Pelindung mata.
5. Masker udara.
6. Sarung tangan.
6.2.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik
Upaya peningkatan keselamatan kerja terhadap listrik adalah sebagai berikut :
1. Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian sekering
atau pemutus arus listrik otomatis lainnya.
2. Sistem perkabelan listrik harus dirancang secara terpadu dengan tata letak pabrik
untuk menjaga keselamatan dan kemudahan jika harus dilakukan perbaikan.
3. Penempatan dan pemasangan motor – motor listrik tidak boleh mengganggu lalu
lintas pekerja.
4. Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi.
5. Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan.
6. Setiap peralatan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan alat penangkal
petir yang dibumikan.
7. Kabel – kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat-alat yang bekerja pada
tekanan dan suhu tinggi harus diisolasi secara khusus.
6.2.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan
Upaya peningkatan kesehatan karyawan dalam lapangan kerja adalah :
1. Setiap karyawan diwajibkan untuk memakai pakaian kerja selama berada di
dalam lokasi pabrik.
2. Dalam menangani bahan-bahan kimia yang berbahaya, karyawan diharuskan
memakai sarung tangan karet serta penutup hidung dan mulut.
3. Bahan-bahan kimia yang selama pembuatan, pengolahan, pengangkutan,
penyimpanan, dan penggunaannya dapat menimbulkan ledakan, kebakaran,
korosi, maupun gangguan terhadap kesehatan harus ditangani secara cermat.
4. Poliklinik yang memadai disediakan di lokasi pabrik.
Universitas Sumatera Utara
6.2.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis
Upaya pencegahan kecelakaan terhadap bahaya mekanis adalah :
1. Alat – alat dipasang dengan penahan yang cukup berat untuk mencegah
kemungkinan terguling atau terjatuh.
2. Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup lebar dan tidak menghambat kegiatan
karyawan.
3. Jalur perpipaan sebaiknya berada di atas permukaan tanah atau diletakkan pada
atap lantai pertama kalau di dalam gedung atau setinggi 4,5 meter bila diluar
gedung agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat.
4. Letak alat diatur sedemikian rupa sehingga para operator dapat bekerja dengan
tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau pembongkaran.
5. Pada alat – alat yang bergerak atau berputar harus diberikan tutup pelindung
untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja.
Untuk mencapai keselamatan kerja yang tinggi, maka ditambahkan nilai-nilai
disiplin bagi para karyawan yaitu:
1. Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan.
2. Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipatuhi.
3. Perlu keterampilan untuk mengatasi kecelakaan dengan menggunakan peralatan
yang ada.
4. Setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan pada
atasan.
5. Setiap karyawan harus saling mengingatkan perbuatan yang dapat menimbulkan
bahaya.
6. Setiap kontrol secara periodik terhadap alat instalasi pabrik oleh petugas
maintenance.
(Timmerhaus, 2004)
Universitas Sumatera Utara
BAB VII
UTILITAS
Dalam suatu pabrik, utilitas merupakan unit penunjang utama didalam
memperlancar jalannya proses produksi. Oleh karena itu, segala sarana dan
prasarananya harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat
menjamin
kelangsungan operasi suatu pabrik.
Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada pabrik pembuatan Asam akrilat,
adalah sebagai berikut:
1. Kebutuhan uap (steam)
2. Kebutuhan air
3. Kebutuhan bahan kimia
4. Kebutuhan bahan bakar
5. Kebutuhan listrik
6. Unit pengolahan limbah
7.1 Kebutuhan Uap (Steam)
Uap digunakan dalam pabrik sebagai media pemanas. Kebutuhan uap pada
pabrik pembuatan Asam akrilat sebagai berikut :
Nama Alat
Jumlah uap (Kg/jam)
Evaporator
28,8295
Heater-01
122,5422
Heater-02
311,8978
Reboiler-01
4385,6072
Reboiler-02
8803,1089
13651,9856
Tambahan untuk faktor keamanan diambil sebesar 20%
(Perry dkk,1999)
Tingkat kebocoran 10%
Total steam yang dibutuhkan = (0,3 + 1) x 13651,9856 = 17747,5813 kg/jam
Diperkirakan 80% kondensat dapat dipergunakan kembali, sehingga
Kondensat yang dipergunakan kembali = 80%x 13651,9856 = 10.921,5885 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Kebutuhan tambahan steam untuk ketel = 20% x 13651,98 kg/jam = 3.549,5163kg/jam
7.2 Kebutuhan Air
Dalam proses produksi, air memegang peranan penting baik untuk kebutuhan
proses maupun kebutuhan domestik. Kebutuhan air pada pabrik pembuatan Asam
Akrilat adalah sebagai berikut:
•
•
Air untuk umpan ketel uap
Air Pendingin
Tabel 7.2 Kebutuhan air sebagai media pendingin
Nama alat
Jumlah air (Kg/jam)
Reaktor -01
4385,6072
Reaktor -02
8803,1089
Cooler-04
16658,8701
Cooler-05
90,6597
Cooler-06
509,0178
Condenser-01
190988,8084
Condenser-02
13724,5752
235160,6473
Air pendingin bekas digunakan kembali setelah didinginkan dalam menara
pendingin air. Dengan menganggap terjadi kehilangan air selama proses sirkulasi,
maka air tambahan yang diperlukan adalah jumlah air yang hilang karena penguapan,
drift loss, dan blowdown (Perry dkk, 1999)
Air yang hilang karena penguapan dapat dihitung dengan persamaan:
We = 0,00085 Wc (T2 – T1)
(Pers 12-10, Perry dkk, 1999)
Dimana:
Wc = Jumlah air pendingin yang diperlukan
= 235160,6473 kg/jam
T1 = Temperatur air pendingin masuk
= 30oC = 86oF
T2 = Temperatur air pendingin keluar
= 60oC = 140oF
Universitas Sumatera Utara
= 0,00085 x (235160,6473) x (140 – 86) 0F
Maka : We
= 3597,9579 kg/jam
Air yang hilang karena drift loss biasanya 0,1 – 0,2 % dari air pendingin yang
digunakan (Perry dkk,1999). Ditetapkan drift loss0, 2%, maka:
Wd = 0,002 x 235160,6473
= 470,3213 kg/jam.
Air yang hilang karena blowdown tergantung dari jumlah siklus sirkulasi air
pendingin, biasanya antara 3 – 5 siklus (Perry dkk, 1999). Ditetapkan 5 siklus maka:
Wb =
Wc
S −1
Wb =
3597,9579
= 899,4895 kg/jam
5 −1
Air tambahan berbagai kebutuhan
(Perry dkk, 1999)
= We + Wd +Wb
= 3597,9579 + 470,3213 + 899,4895
= 4967,7687 kg/jam
Kebutuhan ketel
= Total Steam – Kondensat yang dipakai
= 19.054,0144 – 11.725,5473
= 73128,467
Tabel 7.3 Diperkirakan pemakaian air untuk berbagai kebutuhan
Kebutuhan
Domestik dan kantor
Laboratorium
Kantin dan tempat ibadah
Poliklinik
Total
Jumlah air (kg/jam)
12006,42
750,40
1500,80
750,40
15008,02
Sehingga total kebutuhan air yang memerlukan pengolahan awal adalah
= Air yg ditambahkan + Air ketel + Total air kebutuhan
= 15896,45 + 6825,99 + 290
= 23012,1380 kg/jam
Sumber air untuk pabrik pembuatan Asam akrilat ini berasal dari Sungai
Cimanuk (Yuana Parisia, 2001).
Universitas Sumatera Utara
Kualitas air Sungai Cimanuk ini dapat dilihat pada Tabel 7.4, berikut ini:
Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Cimanuk Kecamatan Indramayu, Jawa Barat
No.
Parameter
Satuan
Kadar
A. Fisika
1.
Suhu
2.
Padatan terlarut
o
C
26,4
mg/L
56,4
B. Kimia
Anorganik :
3.
PH
mg/L
6,7
4.
Hg2+
mg/L
NERACA MASSA
Kapasitas Produksi : 13.000 ton / tahun
Operasi
: 330 hari
Basis Perhitungan
: 1 jam operasi
3.1.Reaktor – 01
Tabel 3.1 Neraca massa pada Reaktor-01
KOMPONEN
MASUK
KELUAR
C3H6 (propena)
984,644819
0
C3H8 (propana)
4,97523794
4,975237945
O2 (oksigen)
1500,41115
728,8247172
N2 (nitrogen)
4938,85338
4938,853376
CO2 (karbon dioksida)
19,59912068
CH3COOH (as.asetat)
26,72607365
H2O (air)
421,9906366
C3H4O (akrolein)
1287,915423
TOTAL
7428,88459
7428,884585
3.2 Reaktor – 02
Tabel 3.2 Neraca massa pada Reaktor-02
Komponen
MASUK
KELUAR
C3H6 (propena)
0
0
C3H8 (propana)
4,975237945
4,97523794
CO2 (karbon dioksida)
19,59912068
19,5991207
O2 (oksigen)
728,8247172
363,792689
N2 (nitrogen)
4938,853376
4938,85338
CH3COOH (as.asetat)
26,72607365
26,7260736
H2O (air)
421,9906366
421,990637
C3H4O (akrolein)
1287,915423
10,3033234
Universitas Sumatera Utara
C3H4O2 (as.akrilat)
1642,64413
TOTAL
7428,884585
7428,88459
3.3.Absorber – 01
Tabel 3.3 Neraca massa Absoben-01
MASUK(KG)
Komponen
W10
KELUAR(KG)
Water
W12
W17
C3H6 (propena)
0,0000
0
0,0000
0
C3H8 (propana)
4,9752
0
4,9752
0
19,5991
0
19,5991
0
O2 (oksigen)
363,7927
0
363,7927
0
N2 (nitrogen)
4938,8534
0 4938,8534
0
CO2 (karbon dioksida)
CH3COOH (as.asetat)
H2O (air)
26,7496
0
0,0235
26,7261
2560,3653 2937,1027
193,2429
5304,2252
C3H4O (akrolein)
C3H4O2 (as.akrilat)
10,3033
0
10,3033
0
1784,6668
0
143,3413
1641,3255
9709,3055 2937,1027 5674,1314
6972,2767
Total
12646,4082
12646,4082
3.4 Cooling Column– 01
Tabel 3.4 Neraca massa Cooling Coluomn-01
MASUK(KG)
KELUAR(KG)
Water demint
KOMPONEN
W12
W13
C3H6 (propena)
0
C3H8 (propana)
W14
0
W15
0
0
4,97523794
0 4,97523794
0
CO2 (karbon dioksida) 19,5991207
0 19,5991207
0
O2 (oksigen)
363,792689
0 363,792689
0
N2 (nitrogen)
4938,85338
0 4938,85338
0
CH3COOH (as.asetat)
0,02349507
0 1,9607E-08
0,023495
Universitas Sumatera Utara
H2O (air)
193,242855
2006,2167 61,0849037
2138,375
C3H4O (akrolein)
10,3033234
0 10,3033234
0
143,34134
0 1,31862773
142,0227
5674,13144
2006,2167 5399,92728
2280,421
C3H4O2 (as.akrilat)
total
7680,348158
7680,348158
3.5 Kolom Destilasi-01
Tabel 3.5 Neraca Massa Kolom Destilasi-01
KOMPONEN
INPUT
OUTPUT
(W18)
TOP(W19) BOTTOM(W23)
H2O (air)
5304,2252
5277,7040
26,5211
CH3COOH (as.asetat)
26,7261
0,1336
26,5924
C3H4O2 (as.akrilat)
1641,3255
0,0000
1641,3255
1694,4391
6972,2767
5277,8377
TOTAL
6972,2767
3.6 Condenser – 01
Tabel 3.6 Neraca Massa Condenser-01
KOMPONEN
INPUT
OUTPUT (kg/jam)
W19
BOTTOM(W22) TOP(W24)
H2O (air)
7124,9004
1847,1964
5277,7040
CH3COOH(as.asetat)
0,1804
0,0467
0,1336
C3H4O2 (as.akrilat)
0
0
0
TOTAL
7125,08084
1847,2431
5277,8376
7125,08084
Universitas Sumatera Utara
3.7 Reboiler – 01
Tabel 3.7 Neraca Massa Reboiler-01
KOMPONEN
INPUT
OUTPUT
(kg/jam)
(W23)
TOP(W24)
BOTTOM(W25)
H2O (air)
451,3164
424,7953
26,5211
CH3COOH(as.asetat)
452,5301
425,9376
26,5924
C3H4O2 (as.akrilat)
27930,8371
26289,5116
1641,3255
TOTAL
28834,6837
27140,2446
1694,4390
28834,68372
3.8 Kolom Destilasi – 02
Tabel 3.8 Kolom destilasi-02
KOMPONEN
INPUT (kg/jam)
OUTPUT (kg/jam)
(W25)
TOP(W26) BOTTOM(W30)
H2O (air)
26,5211
24,1573
2,3638
CH3COOH(as.asetat)
26,5924
26,4595
0,1330
C3H4O2 (as.akrilat)
1641,3255
8,2066
1633,1189
58,8234
1635,6157
TOTAL
1694,4391
1694,4391
3.9 Condenser – 02
Tabel 3.9 Neraca Massa Condenser-02
KOMPONEN
INPUT (kg/jam)
OUTPUT (kg/jam)
(W26)
L(W29)
H2O (air)
398,5952
374,4379
24,1573
CH3COOH(as.asetat)
436,5814
410,1220
26,4595
C3H4O2 (as.akrilat)
135,4094
127,2027
8,2066
970,5860
911,7626
58,8234
Total
D(W27)
970,5860
Universitas Sumatera Utara
3.10
Reboiler – 02
Tabel 3.10 Neraca Massa Reboiler-02
INPUT
KOMPONEN
OUTPUT (kg/jam)
(kg/jam)
(W30)
REFLUKS(W31)
BOTTOM(W32)
H2O (air)
5,6068
3,2430
2,3638
CH3COOH(as.asetat)
0,3154
0,1824
0,1330
C3H4O2 (as.akrilat)
3873,6159
2240,4970
1633,1189
2243,9224
1635,6157
TOTAL
3879,5381
3879,5381
3.11
Evaporator-01
Tabel 3.11 Neraca Massa Evaporator
MASUK
KOMPONEN
KELUAR
aliran
aliran
Aliran
32
33
35
kmol
kg
kmol
kg
kmol
Kg
H2O (air)
0,0022
0,1330
0,0019 0,1130
0,0022
0,1330
CH3COOH(as.asetat)
0,1312
2,3625
0,1116 2,0081
0,0197
0,3544
C3H4O2 (as.akrilat)
22,7552 1638,3732
TOTAL
22,8886 1640,8686
22,7552 1638,3732
0,1134 2,1211
22,8886 Kmol
22,7771 1638,8605
1640,8686
Kg
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
NERACA PANAS
4.NERACA PANAS
4.1.REAKTOR-01
Tabel 4.1 Neraca panas Reaktor-01
Q INPUT (kJ)
Q feed
Q OUTPUT (kJ)
2558552,5825 Q5
Qw in
2581663,6497
91746,9020 Qw out
Qr1
743764,8883
Qr2
13321,3947
825722,1177
3407385,7674
3407385,7674
4.2.REAKTOR-02
Tabel 4.2 Neraca panas Reaktor-02
Q INPUT (kJ)
Q OUTPUT (kJ)
Q7
2581663,6497 Q9
2079184,4554
Qw in
183840,9593
1286886,7148
Qr
600566,5612
Qw out
3366071,1702
3366071,1702
4.3.ABSORBER 01(AB-01)
Tabel 4.3 Neraca panas Absorber-01
Q INPUT (kJ)
Q OUTPUT (kJ)
Q10
310775,2144 Q12
Q16
27476,3936 Qs
Q11
158278,0317 Q17
496529,6396
170924,4409
6667,4241
318937,7738
496529,6388
Universitas Sumatera Utara
4.4.HEATER-01
Tabel 4.4 Neraca panas Hedater-01
Q INPUT (kJ)
Q OUTPUT (kJ)
Q15
33246,4508 Q16
319260,0156
Qs-in
411641,4217 Qs-out
125627,8569
444887,8725
444887,8725
4.5.HEATER-02
Tabel 4.5 Neraca panas Heater-02
Panas masuk (kJ)
Panas keluar (kJ)
Q17
318942,2995 Q18
987651,2031
Qs-in
962430,8693 Qs-out
293721,9657
1281373,1688
1281373,1688
4.6.KOLOM DESTILASI-01(KD-01)
Tabel 4.6 Neraca panas Kolom Destilasi-01
Panas masuk (kJ)
Panas keluar (kJ)
QF
987609,4688
QD
792060,8281
QRB
15962082,0611
QB
166473,1024
QCD
15991157,5995
16949691,5299
16949691,5299
4.7.CONDENSER-01 (CD-01)
Tabel 4.7 Neraca panas Condenser-01
Panas masuk (kJ)
Panas keluar (kJ)
Q19
73720827,58
Q20
1197920,086
Qw in
17275069,67
Q20
3422628,817
Qw out
86375348,34
90995897,25
90995897,25
Universitas Sumatera Utara
4.8.REBOILER-01 (RB-01)
Tabel 4.8 Neraca panas Reboiler-01
Q INPUT (kJ)
Q23
Qs in
Q OUTPUT (kJ)
2835812,3485 Q25
166643,4521
Q24
18631421,3072
Qs out
10903135,8779
26865388,2888
29701200,6373
29701200,6373
4.9.KOLOM DESTILASI-02 (KD-02)
Tabel 4.9 Neraca panas Kolom Destilasi-02
Q INPUT (kJ)
QF
Q RB
Q OUTPUT (kJ)
166643,4521
QD
8374,3214
1178629,4535
QB
188210,3573
QCD
1148688,2269
1345272,9056
1345272,9056
4.10. CONDENSER-02 (CD-02)
Tabel 4.10 Neraca panas Condenser-02
Q INPUT (kJ)
Q26
Q OUTPUT (kJ)
1286864,5297 Q27
8374,3214
Q 29
129801,9815
Qw in
287172,0567 Qw out
1574036,5865
1435860,2836
1574036,5865
4.11. REBOILER-02 (RB-02)
Tabel 4.11 Neraca panas Reboiler-02
Q INPUT (kJ)
Q 30
1471770,9369
Qs in
1983701,1157
Q OUTPUT (kJ)
Q32
1053208,0642
Q 31
1597192,3262
Universitas Sumatera Utara
Qs out
3455472,0526
805071,6622
3455472,0526
4.12.COOLER-01
Tabel 4.12 Neraca panas Cooler-01
Q INPUT
Q OUTPUT
(kJ)
(kJ)
692790.1697
692790.1697
4.13.COOLER – 02
Tabel 4.13 Neraca panas Cooler-02
Q INPUT (kJ)
Qh
Q OUTPUT (kJ)
944713.8690
Qc
944713.8678
4.14.COOLER 03
Tabel 4.14 Neraca panas Cooler-03
NERACA PANAS COOLER-02 (C-02)
Q INPUT (kJ)
Qh
750420.9375
Q OUTPUT (kJ)
Qc
750420.9375
4.14. COOLER 4
Tabel 4.15 Neraca panas Cooler-05
Panas masuk (kJ)
Panas keluar (kJ)
Q24
6757413.6937
Q25
2774515.8403
Qw in
995724.4634
Qw out
4978622.3168
7753138.1570
7753138.1570
Universitas Sumatera Utara
4.15.COOLER – 05
Tabel 4.16 Neraca panas Cooler-06
Panas masuk (kJ)
Panas keluar (kJ)
Q27
8004.6812
Q28
418.2752
Qw in
1896.6015
Qw out
9483.0075
9901.2827
9901.2827
4.16.COOLER – 06
Tabel 4.17 Neraca panas Cooler-06
Panas masuk (kJ)
Panas keluar (kJ)
Q34
187840.6924
Q35
145246.0841
Qw in
10648.6521
Qw out
53243.2603
198489.3445
198489.3445
4.17.EVAPORATOR (EV-01)
Tabel 4.18 Neraca Panas Evaporator-01
Q masuk (kJ)
Q keluar (kJ)
Q32
84051,0243
Q34
267,4696
Qsin
78895,4041
Q33
144514,1067
Qsout
18164,8521
∑Q=
162946,4284
∑Q=
162946,4284
Universitas Sumatera Utara
BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN
5.1.Tanki 01
Fungsi
: Tempat menyimpan propena C3H6
Tipe
: Silinder vertical dengan tutup ellipsoidal
Bahan konstruksi
: Carbon steel
Temperature design
: 30 oC
Tekanan design
: 1 atm
Panjang
:16,8602 m
Diameter
: 4,777m
Tebal
: 0,037m
Diameter
Outlet
Jumlah
Waktu
tangki
Tinggi
Diameter
Tangki
simpan (hari)
(m)
tangki (m)
(m)
(unit)
(T – 02)
7
1,52
3,0388
1,5219
1
(T – 03)
2
2,86
5,7130
2,8608
1
5.2.
Reaktor 01
Fungsi
: Mereaksikan bahan baku Propena dan Oksigen secara
Oksidasi untuk menghasilkan akrolein
Tipe
: Multi Turbular Reaktor
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel SA - 299
Tekanan
: 3 bar
Temperatur
: 320oC
Diameter
: 2,0117 m
Tebal Shell
: 0,0284 m
Tinggi Reaktor
: 5,1362 m
5.3.Reaktor 02
Fungsi
: Mereaksikan akrolein (C3H4O) menjadi asam akrilat
(C3H4O2)
Universitas Sumatera Utara
Tipe
: Multi Turbular Reaktor
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel SA - 299
Tekanan
: 3 bar
Temperatur
: 165 oC
Diameter
: 2,0117 m
Tebal Shell
: 0,0028 m
Tinggi Reaktor
: 6,5596 m
5.4.Absorber 01
Fungsi
: Proses penyerapan fasa gas seperti C3H8, CO2, N2 dan
C3H4O2 yang masih berupa fasa gas yang terdapat dalam
produk
Tipe
: Packed Tower
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
Tekanan
: 1,bar
Temperatur
: 60 oC
Diameter
: 1,5756 m
Tebal Shell
: 3,33 cm
Tinggi Reaktor
: 7,0912 m
5.5.Cooling Coloumn 01
Fungsi
: Pemisahan dengan perbedaan fasa dengan penurunan titik
didih
Tipe
: Packed Tower
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
Tekanan
: 1,bar
Temperatur
: 40 oC
Diameter
: 2,3263 m
Tebal Shell
: 3,38 cm
Tinggi
: 8,55457 m
Universitas Sumatera Utara
5.6.Kolom Destilasi 01
Fungsi
: Tempat memisahkan H2O dari campuran Asam Asetat
(CH3COOH) dan Asam Akrilat
Tipe
: Tray Column
Bahan Konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
Tekanan
: 1,bar
Temperatur
: 107 oC
Diameter Kolom bawah: 0,8781 buah
Diameter kolom atas : 0,6839 m
Efisiensi tray
: 0,6438
Tinggi
: 8,36065 m
5.7.Kolom Destilasi 02
Fungsi
: Tempat memisahkan H2O dari campuran Asam Asetat
(CH3COOH dan Asam Akrilat
Tipe
: Tray Column
Bahan Konstruksi
: Carbon steel SA-283 Grade C
Tekanan
: 1,bar
Temperatur
: 120 oC
Diameter Kolom bawah: 1,4436 buah
Diameter kolom atas : 1,3602 m
Efisiensi tray
: 0,6438
Tinggi
: 10,1425m
5.8.Evaporator 01
Fungsi
: Pemisahan kandungan H2O yang masih terkandung dalam
asam akrilat dengan menggunakan evaporator
Tipe
: Long tube recirculation evaporator
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
Tekanan
: 1,bar
Temperatur
: 40 oC
Universitas Sumatera Utara
Jumlah harpin
: 8 buah
Annulus (shel)
IPS
=
2
Sch. No
=
40 inch
OD
=
2,38 inch
ID
=
2,067 inch
a''
=
0,622 ft2
Inner (Tube)
IPS
=
Sch. No.
=
40,000 inch
OD
=
1,900 inch
ID
=
1,610 inch
a''
=
0,498 ft2
Dirt factor (Rd)
1,500
: 0,4419 hr.ft2.oF/Btu
Actual Design Coefficient, Ud : 62,9534 Btu/hr.ft2.oF
Clean Overall Coefficient, Uc : 72,4765 Btu/hr.ft2.oF
:
5.9.Accumulator 01
Fungsi
: Tempat menampung kondensat yang keluar dari CD-01
Tipe
: Silinder horizontal dengan penutup ellipsoidal
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel SA – 283 Grade C
Tekanan
: 1,bar
Temperatur
: 104 oC
Panjang total
:1,8179 m
Diameter luar
: 0,7283 m
Panjang ellipsoidal
: 0,1818 m
Tebal dinding kolom : 0,012 m
= 0,47 in
Tebal ellipsoidal head : 0,005 m
= 0,19 in
Universitas Sumatera Utara
5.10. Accumulator 02
Fungsi
: Tempat menampung kondensat yang keluar dari CD-02
Tipe
: Silinder horizontal dengan penutup ellipsoidal
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel SA – 283 Grade C
Tekanan
: 1,bar
Temperatur
: 116 oC
Panjang total
:0,8213 m
Diameter
: 0,82 m
Diameter luar
: 0,85 m
Panjang ellipsoidal
: 0,0821 m
Tebal dinding kolom : 0,007 m
= 0,27 in
Tebal ellipsoidal head : 0,004 m
= 0,15 in
5.11. Blower 01
Fungsi
: Mengalirkan keluaran top absorber ke cc-01
Tipe
: Centrifugal Blower
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
Kecepatan Udara
Gas Horse Power
Blower 01
0,6460 ft/s
0,25 Hp
Blower 02
0,8032 ft/s
0,25 Hp
5.12. Kondenser 01
Fungsi
: Mengkondensasikan produk keluaran KD-01
Tipe
: Shell and Tube Heat Exchanger
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
ANNULUS
ID
=
INNER PIPE
4,026 in
ID =
3,068 in
OD =
4,5
OD =
3,5
ΔPa =
0,1351 psi
ΔPP
0,0954 psi
in
Jumlah harpin
: 11 buah
Panjang
: 20 ft
=
in
Universitas Sumatera Utara
Actual Design Coefficient, Ud : 78,95003 Btu/hr.ft2.oF
Clean Overall Coefficient, Uc : 95,72886 Btu/hr.ft2.oF
Dirt factor Rd
: 0,0022
5.13. Cooler 01
Fungsi
: Menurunkan temperatur produk reaktor
Tipe
: Double Pipe Heat Exchanger
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
Actual Design Coefficient, Ud : 220,462 Btu/hr.ft2.oF
Clean Overall Coefficient, Uc : 40,3177Btu/hr.ft2.oF
Dirt factor Rd
Nama Alat
: 0,001
UC
UD
Rd Calculated
Cooler 01
40,3178
220,4620
0,0020
Cooler 02
20,1509
19,3703
0,0020
Cooler 03
79,4593
78,5451
0,0019
Cooler 04
20,1509
19,3703
0,0020
Cooler 05
20,1509
19,3703
0,0020
Cooler 06
20,1509
19,3703
0,0020
5.14. Heater 01
Fungsi
: Menaikkan temperatur feed dari CC-01 ke AB-01
Bahan Konstruksi
: Carbon steel
Tipe
: Shell and Tube Heat Exchanger
Jumlah
: 188
Panjang
: 14 ft
OD, ID
: 1 in, 0,87 in
BWG
: 16
Pitch
: 1,25-in,Triangular pitch
ΔP
: 0,0401 Psi
Pass
: 2
ID
: 21,25 in
Universitas Sumatera Utara
Baffle space
: 4,25 in
Pass
:2
ΔP
: 0,0043 Psi
5.15. Heater 02
Fungsi
: Menaikkan temperatur feed dari absorber ke KD-01
Tipe
: Shell and Tube Heat Exchanger
Bahan Konstruksi
: Carbon steel
Jumlah
: 242
Panjang
: 14 ft
OD, ID
: 1 in, 0,87 in
BWG
: 16
Pitch
: 1,25-in,Triangular pitch
ΔP
: 1,4945 Psi
Pass
:8
ID
: 19,25 in
Baffle space
:3,85 in
Pass
:2
ΔP
: 0,0308 Psi
5.16. Kompressor 01
Fungsi
: Mengalirkan dan menaikkan tekanan udara menjadi 3 atm
sebelum masuk ke Reaktor 01 dan Reaktor 02
Jumlah
: 1 buah
Operasi
: Kontinyu
Fungsi
: Mengalirkan dan menaikan tekanan feed yang masuk ke
Reaktor 01
Tipe
: Centrifugal kompresor
Kapasitas
: 17802,4477 ft3/min
Tekanan Input
: 1 atm
Tekanan Output
: 2.96 atm
Rasio Kompresi
: 3 stage
Universitas Sumatera Utara
Gas Horse Power
: 2123 Hp
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.17. Kompressor 02
Fungsi
: Mengalirkan dan menaikan tekanan feed sebelum masuk
Reaktor 02
Tipe
: Centrifugal kompresor
Kapasitas
: 2053,5747 ft3/min
Tekanan Input
: 1 atm
Tekanan Output
: 2.96 atm
Rasio Kompresi
: 3 stage
Gas Horse Power
: 242 Hp
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.18. Pompa 01
Kode Alat
: P-01
Jumlah
: 2 buah ( 1 cadangan )
Operasi
: Kontinyu
Fungsi
: Untuk mengalirkan produk ke Tangki
Tipe
: Centrifugal
Kapasitas
: 74,9429 lb/min
Effisiensi pompa
: 60 %
Power
: 0,25 Hp
MPH
: 0,086
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.19. Pompa 02
Tipe
: Centrifugal
Kapasitas
: 74,9429 lb/min
Effisiensi pompa
: 90 %
Power
: 0,25 Hp
BPH
: 0,0497 Hp
Universitas Sumatera Utara
MPH
: 0,0994 Hp
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.20. Pompa 03
Tipe
: Centrifugal
Kapasitas
: 213,1936 lb/min
Effisiensi pompa
: 60 %
Power
: 1 Hp
BPH
: 0,3284 Hp
MPH
: 0,4830 Hp
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.21. Pompa 04
Tipe
: Centrifugal
Kapasitas
: 2,5942 lb/min
Effisiensi pompa
: 60 %
Power
: 0,25 Hp
BPH
: 0,17 HP
MPH
: 0,0026 HP
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.22. Pompa 05
Tipe
: Centrifugal
Kapasitas
: 72,3487 lb/min
Effisiensi pompa
: 60 %
Power
: 0,25 Hp
BPH
: 0,05 Hp
MPH
: 0,13 HP
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
Universitas Sumatera Utara
5.23. Pompa 06
Tipe
: Centrifugal
Kapasitas
: 72,3487 lb/min
Effisiensi pompa
: 60 %
Power
: 0,25 Hp
BPH
: 0,05 Hp
MPH
: 0,13 HP
Bahan Konstruksi
: Carbon Steel
5.24. Reboiler 01
Fungsi
: Menguapkan kembali bottom product KD-01
Tipe
: Kettle Reboiler
Bahan Konstruksi
: Carbon steel
Uc
: 63,1269
Ud
: 60,4881
Rd calculated
: 0,001
5.25. Reboiler 02
Fungsi
: Menguapkan kembali keluaran bottom KD-02.
Tipe
: Kettle Reboiler
ANNULUS
INNER PIPE
ID
=
2
in
ID
=
1,5
in
OD
=
2,38
in
OD =
1,9
in
ΔPa
=
1,0669 psi
ΔPP
1,1547 psi
Jumlah harpain
: 6 buah
Panjang
: 20 ft
=
Actual Design Coefficient, Ud : 136,1463 Btu/hr.ft2.oF
Clean Overall Coefficient, Uc : 230,1475 Btu/hr.ft2.oF
Uc
: 98,46918642
UD
: 75,95262962
RD calculated
: 0,00301064
RD required
: 0,003
Universitas Sumatera Utara
BAB VI
INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
6.1
Instrumentasi
Instrumentasi adalah peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol
untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang
diharapkan. Dalam suatu pabrik kimia, pemakaian instrumen merupakan suatu hal
yang sangat penting karena dengan adanya rangkaian instrumen tersebut maka
operasi semua peralatan yang ada di dalam pabrik dapat dimonitor dan dikontrol
dengan cermat, mudah dan efisien. Alat-alat instrumentasi dipasang pada setiap
peralatan proses dengan tujuan agar sarjana teknik dapat memantau dan mengontrol
kondisi di lapangan. Dengan adanya instrumentasi ini pula, para sarjana teknik dapat
segera melakukan tindakan apabila terjadi kejanggalan dalam proses. Namun pada
dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses di pabrik
mencapai tingkat kesalahan (error) yang paling minimum sehingga produk dapat
dihasilkan secara optimal (Considine, 1985).
Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol (controller), penunjuk
(indicator), pencatat (recorder), dan pemberi tanda bahaya (alarm). Instrumentasi
bekerja dengan tenaga mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat
dilakukan secara manual atau otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan
proses tergantung pada pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada
pemakaian alat-alat instrumen juga harus ditentukan apakah alat-alat tersebut
dipasang diatas papan instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau
disatukan dalam suatu ruang kontrol yang dihubungkan dengan peralatan (kontrol
otomatis) (Timmerhaus, 2004).
Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol/diukur oleh instrumen
adalah :
1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan.
2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH,
humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel
lainnya (Considine,1985).
Universitas Sumatera Utara
Pada dasarnya sistem pengendalian terdiri dari:
1. Sensing Element / Elemen Perasa (Primary Element)
Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga variabel
yang diukur.
2. Elemen pengukur (measuring element)
Elemen pengukur adalah suatu elemen yang sensitif terhadap adanya perubahan
temperatur, tekanan, laju aliran, maupun tinggi fluida.
3. Elemen pengontrol (controlling element)
Elemen pengontrol yang menerima sinyal kemudian akan segera mengatur
perubahan-perubahan proses tersebut sama dengan nilai yang diinginkan.
4. Elemen pengontrol akhir (final control element)
Elemen ini merupakan elemen yang akan mengubah masukan yang keluar dari
elemen pengontrol ke dalam proses sehingga variabel yang diukur tetap berada
dalam batas yang diinginkan dan merupakan hasil yang dikehendaki.
(Considine,1985)
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen-instrumen adalah:
1. Range yang diperlukan untuk pengukuran
2. Level instrumentasi
3. Ketelitian yang dibutuhkan
4. Bahan konstruksinya
5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses
(Timmerhaus,2004)
Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah :
1. Untuk variabel temperatur
Temperature Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati temperatur suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan
pengendalian.
Temperature Indicator Controller (TI) adalah instrumentasi yang digunakan
untuk mengamati temperatur dari suatu alat.
2. Untuk variabel tinggi permukaan cairan
Universitas Sumatera Utara
Level Controller (LC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati
ketinggian cairan dalam suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat
melakukan pengendalian.
Level Indicator Controller (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati ketinggian cairan dalam suatu alat.
3. Untuk variabel tekanan
Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati tekanan operasi suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat
melakukan pengendalian.
Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati tekanan operasi suatu alat.
4.
Untuk variabel aliran cairan
Flow Controller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati
laju alir larutan atau cairan yang melalui suatu alat dan bila terjadi perubahan
dapat melakukan pengendalian.
Flow Indicator Controller (FI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati laju aliran atau cairan suatu alat.
(Considine, 1985)
Instrumentasi yang digunakan dalam pabrik Asam akrilat ini disajikan dalam
table 6.1 berikut ini:
Tabel 6.1 Daftar Penggunanan Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Asam
akrilat
No.
Nama Alat
Jenis Instrumen
1.
Tangki cairan
Level Indikator (LI)
Pressure Indicator (PI)
2.
Tangki gas
Level Indikator (LI)
Pressure Controller (PC)
Temperatur Indikator (TC)
2.
Mixer
3.
Reaktor
Temperature Controller (TC)
Level Controller (LC)
Level Controller (LC)
Universitas Sumatera Utara
Temperatur Indikator (TC)
Pressure Controller (PC)
Level Controller (LC)
4.
Menara Destilasi
5.
Pompa
Flow Controller (FC)
6.
Akumulator
Level Controller (LC)
7.
Kompresor
8.
Kondensor dan Reboiler
Temperature Controller (TC)
9.
Ekspander
Pressure Controller (PC)
6.2
Keselamatan Kerja Pada Pabrik Asam akrilat
Pressure Controller (PC)
Flow Controller (FC)
Pressure Indicator (PI)
Keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik,
oleh karena itu aspek ini harus diperhatikan secara serius dan terpadu. Untuk maksud
tersebut perlu diperhatikan cara pengendalian keselamatan kerja dan keamanan
pabrik pada saat perancangan dan saat pabrik beroperasi. Dalam rancangan pabrik
Asam akrilat, usaha-usaha pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi
dilakukan sebagai berikut :
6.2.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan
Proses produksi Asam akrilat menggunakan reaktor yang beroperasi pada
tekanan 3 atm dan suhu 320-265°C. Bahaya yang kemungkinan timbul adalah
kebakaran atau peledakan yang berasal dari reaktor. Selain itu unit penghasil uap
(boiler) juga dapat menciptakan hal yang serupa apabila pengendalian tidak berjalan
optimal.
Dari uraian di atas maka perlu dilakukan upaya pencegahan dan penanganan
terhadap kebakaran dan ledakan sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui adanya bahaya kebakaran maka sistem alarm dipasang pada
tempat yang strategis dan penting seperti laboratorium dan ruang proses.
2. Pada peralatan pabrik yang berupa tangki dibuat main hole dan hand hole yang
cukup untuk pemeriksaan.
Universitas Sumatera Utara
3. Sistem perlengkapan energi seperti pipa bahan bakar, saluran udara, saluran
steam, dan air dibedakan warnanya dan letaknya tidak menggangu gerakan
karyawan.
4. Mobil pemadam kebakaran yang ditempatkan di fire station setiap saat dalam
keadaan siaga.
5. Penyediaan racun api yang selalu siap dengan pompa hydran untuk jarak tertentu.
Sesuai dengan peraturan yang tertulis dalam Peraturan Tenaga Kerja No.
Per/02/Men/1983 tentang instalasi alarm kebakaran otomatis, yaitu :
1. Detektor Kebakaran, merupakan alat yang berfungsi untuk mendeteksi secara
dini adanya suatu kebakaran awal. Alat ini terbagi atas:
a. Smoke detector adalah detektor yang bekerja berdasarkan terjadinya
akumulasi asap dalam jumlah tertentu.
b. Gas detector adalah detektor yang bekerja berdasarkan kenaikan
konsentrasi gas yang timbul akibat kebakaran ataupun gas-gas lain yang
mudah terbakar.
c. Alarm kebakaran, merupakan komponen dari sistem deteksi dan alarm
kebakaran yang memberikan isyarat adanya suatu kebakaran. Alarm ini
berupa:
1) Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat berupa bunyi khusus
(audible alarm).
2) Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat yang tertangkap
oleh pandangan mata secara jelas (visible alarm).
2. Panel Indikator Kebakaran
Panel indikator kebakaran adalah suatu komponen dari sistem deteksi dan alarm
kebakaran yang berfungsi mengendalikan sistem dan terletak di ruang operator.
6.2.2 Peralatan Perlindungan Diri
Upaya peningkatan keselamatan kerja bagi karyawan pada pabrik ini adalah
dengan menyediakan fasilitas sesuai bidang kerjanya. Fasilitas yang diberikan adalah
melengkapi karyawan dengan peralatan perlindungan diri sebagai berikut :
1. Helm
2. Pakaian dan perlengkapan pelindung.
Universitas Sumatera Utara
3. Sepatu pengaman.
4. Pelindung mata.
5. Masker udara.
6. Sarung tangan.
6.2.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik
Upaya peningkatan keselamatan kerja terhadap listrik adalah sebagai berikut :
1. Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian sekering
atau pemutus arus listrik otomatis lainnya.
2. Sistem perkabelan listrik harus dirancang secara terpadu dengan tata letak pabrik
untuk menjaga keselamatan dan kemudahan jika harus dilakukan perbaikan.
3. Penempatan dan pemasangan motor – motor listrik tidak boleh mengganggu lalu
lintas pekerja.
4. Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi.
5. Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan.
6. Setiap peralatan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan alat penangkal
petir yang dibumikan.
7. Kabel – kabel listrik yang letaknya berdekatan dengan alat-alat yang bekerja pada
tekanan dan suhu tinggi harus diisolasi secara khusus.
6.2.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan
Upaya peningkatan kesehatan karyawan dalam lapangan kerja adalah :
1. Setiap karyawan diwajibkan untuk memakai pakaian kerja selama berada di
dalam lokasi pabrik.
2. Dalam menangani bahan-bahan kimia yang berbahaya, karyawan diharuskan
memakai sarung tangan karet serta penutup hidung dan mulut.
3. Bahan-bahan kimia yang selama pembuatan, pengolahan, pengangkutan,
penyimpanan, dan penggunaannya dapat menimbulkan ledakan, kebakaran,
korosi, maupun gangguan terhadap kesehatan harus ditangani secara cermat.
4. Poliklinik yang memadai disediakan di lokasi pabrik.
Universitas Sumatera Utara
6.2.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis
Upaya pencegahan kecelakaan terhadap bahaya mekanis adalah :
1. Alat – alat dipasang dengan penahan yang cukup berat untuk mencegah
kemungkinan terguling atau terjatuh.
2. Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup lebar dan tidak menghambat kegiatan
karyawan.
3. Jalur perpipaan sebaiknya berada di atas permukaan tanah atau diletakkan pada
atap lantai pertama kalau di dalam gedung atau setinggi 4,5 meter bila diluar
gedung agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat.
4. Letak alat diatur sedemikian rupa sehingga para operator dapat bekerja dengan
tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau pembongkaran.
5. Pada alat – alat yang bergerak atau berputar harus diberikan tutup pelindung
untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja.
Untuk mencapai keselamatan kerja yang tinggi, maka ditambahkan nilai-nilai
disiplin bagi para karyawan yaitu:
1. Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan.
2. Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipatuhi.
3. Perlu keterampilan untuk mengatasi kecelakaan dengan menggunakan peralatan
yang ada.
4. Setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan pada
atasan.
5. Setiap karyawan harus saling mengingatkan perbuatan yang dapat menimbulkan
bahaya.
6. Setiap kontrol secara periodik terhadap alat instalasi pabrik oleh petugas
maintenance.
(Timmerhaus, 2004)
Universitas Sumatera Utara
BAB VII
UTILITAS
Dalam suatu pabrik, utilitas merupakan unit penunjang utama didalam
memperlancar jalannya proses produksi. Oleh karena itu, segala sarana dan
prasarananya harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat
menjamin
kelangsungan operasi suatu pabrik.
Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada pabrik pembuatan Asam akrilat,
adalah sebagai berikut:
1. Kebutuhan uap (steam)
2. Kebutuhan air
3. Kebutuhan bahan kimia
4. Kebutuhan bahan bakar
5. Kebutuhan listrik
6. Unit pengolahan limbah
7.1 Kebutuhan Uap (Steam)
Uap digunakan dalam pabrik sebagai media pemanas. Kebutuhan uap pada
pabrik pembuatan Asam akrilat sebagai berikut :
Nama Alat
Jumlah uap (Kg/jam)
Evaporator
28,8295
Heater-01
122,5422
Heater-02
311,8978
Reboiler-01
4385,6072
Reboiler-02
8803,1089
13651,9856
Tambahan untuk faktor keamanan diambil sebesar 20%
(Perry dkk,1999)
Tingkat kebocoran 10%
Total steam yang dibutuhkan = (0,3 + 1) x 13651,9856 = 17747,5813 kg/jam
Diperkirakan 80% kondensat dapat dipergunakan kembali, sehingga
Kondensat yang dipergunakan kembali = 80%x 13651,9856 = 10.921,5885 kg/jam
Universitas Sumatera Utara
Kebutuhan tambahan steam untuk ketel = 20% x 13651,98 kg/jam = 3.549,5163kg/jam
7.2 Kebutuhan Air
Dalam proses produksi, air memegang peranan penting baik untuk kebutuhan
proses maupun kebutuhan domestik. Kebutuhan air pada pabrik pembuatan Asam
Akrilat adalah sebagai berikut:
•
•
Air untuk umpan ketel uap
Air Pendingin
Tabel 7.2 Kebutuhan air sebagai media pendingin
Nama alat
Jumlah air (Kg/jam)
Reaktor -01
4385,6072
Reaktor -02
8803,1089
Cooler-04
16658,8701
Cooler-05
90,6597
Cooler-06
509,0178
Condenser-01
190988,8084
Condenser-02
13724,5752
235160,6473
Air pendingin bekas digunakan kembali setelah didinginkan dalam menara
pendingin air. Dengan menganggap terjadi kehilangan air selama proses sirkulasi,
maka air tambahan yang diperlukan adalah jumlah air yang hilang karena penguapan,
drift loss, dan blowdown (Perry dkk, 1999)
Air yang hilang karena penguapan dapat dihitung dengan persamaan:
We = 0,00085 Wc (T2 – T1)
(Pers 12-10, Perry dkk, 1999)
Dimana:
Wc = Jumlah air pendingin yang diperlukan
= 235160,6473 kg/jam
T1 = Temperatur air pendingin masuk
= 30oC = 86oF
T2 = Temperatur air pendingin keluar
= 60oC = 140oF
Universitas Sumatera Utara
= 0,00085 x (235160,6473) x (140 – 86) 0F
Maka : We
= 3597,9579 kg/jam
Air yang hilang karena drift loss biasanya 0,1 – 0,2 % dari air pendingin yang
digunakan (Perry dkk,1999). Ditetapkan drift loss0, 2%, maka:
Wd = 0,002 x 235160,6473
= 470,3213 kg/jam.
Air yang hilang karena blowdown tergantung dari jumlah siklus sirkulasi air
pendingin, biasanya antara 3 – 5 siklus (Perry dkk, 1999). Ditetapkan 5 siklus maka:
Wb =
Wc
S −1
Wb =
3597,9579
= 899,4895 kg/jam
5 −1
Air tambahan berbagai kebutuhan
(Perry dkk, 1999)
= We + Wd +Wb
= 3597,9579 + 470,3213 + 899,4895
= 4967,7687 kg/jam
Kebutuhan ketel
= Total Steam – Kondensat yang dipakai
= 19.054,0144 – 11.725,5473
= 73128,467
Tabel 7.3 Diperkirakan pemakaian air untuk berbagai kebutuhan
Kebutuhan
Domestik dan kantor
Laboratorium
Kantin dan tempat ibadah
Poliklinik
Total
Jumlah air (kg/jam)
12006,42
750,40
1500,80
750,40
15008,02
Sehingga total kebutuhan air yang memerlukan pengolahan awal adalah
= Air yg ditambahkan + Air ketel + Total air kebutuhan
= 15896,45 + 6825,99 + 290
= 23012,1380 kg/jam
Sumber air untuk pabrik pembuatan Asam akrilat ini berasal dari Sungai
Cimanuk (Yuana Parisia, 2001).
Universitas Sumatera Utara
Kualitas air Sungai Cimanuk ini dapat dilihat pada Tabel 7.4, berikut ini:
Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Cimanuk Kecamatan Indramayu, Jawa Barat
No.
Parameter
Satuan
Kadar
A. Fisika
1.
Suhu
2.
Padatan terlarut
o
C
26,4
mg/L
56,4
B. Kimia
Anorganik :
3.
PH
mg/L
6,7
4.
Hg2+
mg/L