PRA RANCANGAN PABRIK ISOPROPIL ASETAT (IPAc) DENGAN BAHAN BAKU ASAM ASETAT DAN PROPILEN KAPASITAS 15.000 TONTAHUN

  PRA RANCANGAN PABRIK ISOPROPIL ASETAT (IPAc) DENGAN BAHAN BAKU ASAM ASETAT DAN PROPILEN KAPASITAS 15.000 TON/TAHUN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sidang Sarjana Teknik Kimia Oleh : JHON PERI RINALDO SIRAIT NIM : 100425005 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA EKSTENSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

  LEMBAR PENGESAHAN

PRA RANCANGAN

PABRIK PEMBUATAN ISOPROPIL ASETAT DARI ASAM ASETAT DAN PROPILEN

  KAPASITAS 15.000 TON/TAHUN Oleh :

JHON PERI RINALDO SIRAIT

NIM : 100425005

  Telah Diperiksa / Disetujui, Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Ir. Renita Manurung, MT Mhd. Hendra S. Ginting, ST, MT NIP. 19681214 199702 2 002 NIP. 19700919 199903 1 001

Dosen penguji I Dosen penguji II Dosen penguji III

Ir. Renita Manurung, MT Dr.Ir. Hamidah Harahap, Msc Dr.Ir. Fatimah, MT

  

NIP. 19681214 199702 2 002 NIP. 19671029 199501 2 001 NIP. 19640617 199403 2 001

Mengetahui,

Koordinator Tugas Akhir

Ir. Renita Manurung, MT

  NIP. 19681214 199702 2 002 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012 Syukur alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Isopropil Asetat dari Asam Asetat dan

  

Propilen dengan Kapasitas 15.000 Ton/Tahun. Tugas Akhir ini dikerjakan sebagai

syarat untuk kelulusan dalam sidang sarjana.

  Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis begitu banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1.

  Ibu Ir. Renita Manurung, MT sebagai Dosen Pembimbing I sekaligus koordinator tugas akhir yang telah membimbing dan memberikan masukan selama menyelesaikan tugas akhir ini.

  2. Bapak Drs. Hendra S. Ginting, MT sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.

  3. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani studi.

  4. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Deparetemen Teknik Kimia.

  5. Dan yang paling istimewa Orang tua penulis yaitu Ayahanda J. Sirait dan Ibunda S. Br. Napitupulu, yang tidak pernah lupa memberikan motivasi dan semangat kepada penulis.

  6. Kakak tercinta Rosnida Sabarlina Sirait/Leonardo Sijabat beserta bere-bereku yang kusanyangi dan Abang tercinta Hendrik Pandapotan Sirait/Rini Gultom yang selalu mendoakan dan memberikan semangat. Beserta kekasihku Mega “si mejin” yang selalu memberi motivasi dan semangat.

  7. Teman-teman stambuk ’10: Bang Icon, Adil, Bang Nico, Bang Ozi, Darwis, Harry, Gugun, Putra, Benny, Jan, Binsar, Cut, Wina, Julika, Lizma dan Ella. Terimakasih buat kebersamaan dan semangatnya teman-teman.

  8. Seluruh Pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu namanya yang juga turut memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

  Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

  Medan, Desember 2012 Penulis,

  Jhon Peri Rinaldo Sirait 100425005

  

INTISARI

  Isopropil Asetat (C

  5 H

  10 O 2 ) diperoleh melalui reaksi antara asam asetat

  (CH

  3 COOH) dan propilen (C

  3 H

  6

  ) dengan bantuan katalis HF dan BF

  3

  di dalam bubble column reactor pada temperatur dan tekanan yang tinggi. Pabrik pembuatan Isopropil Asetat ini direncanakan berproduksi dengan kapasitas 15.000 ton/tahun dengan masa kerja 330 hari dalam satu tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kuala Tanjung, Kabupaten Batubara, Sumatera Utara dengan luas areal 10.580 m

  2

  . Tenaga kerja yang dibutuhkan 155 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang General Manager dengan struktur organisasi sistem garis.

  Hasil analisa ekonomi pabrik pembuatan isopropil asetat ini adalah sebagai berikut:

• Total Modal Investasi : Rp 417.956.081.961,-
• Biaya Produksi : Rp 324.195.968.855,-
• Hasil Penjualan : Rp 470.583.736.128,-
• Laba Bersih : Rp 145.655.829.431,-
• Profit Margin : 30,95 %
• Break Even Point : 43,20 %
• Return on Investment : 20,46 %
• Pay Out Time : 4,09 tahun
• Return on Network : 40,77 %
• Internal Rate of Return : 33,49

  % Dari hasil analisa aspek ekonomi dapat disimpulkan bahwa Pabrik Pembuatan Isopropil Asetat dari Asam Asetat dan Propilen ini layak untuk didirikan.

  

DAFTAR ISI

  2.3.4 Boron Triflourida ........................................................... II-4

  3.7 Neraca Massa Pada Kolom Destilasi (MD-102) ........................ III-3

  3.6 Neraca Massa Pada Kolom Destilasi (MD-101) ........................ III-3

  3.5 Neraca Massa Pada Accumulator (AC-101) .............................. III-2

  3.4 Neraca Massa Pada Reaktor (R-101) ......................................... III-2

  3.3 Neraca Massa Pada Mixer (MX–102) ....................................... III-2

  3.2 Neraca Massa Pada Mixer (MX–101) ....................................... III-1

  3.1 Neraca Massa Umpan Setelah Ada Hasil Recycle ..................... III-1

  BAB III NERACA MASSA ............................................................................ III-1

  2.5 Deskripsi Proses Pembuatan Isopropil Asetat ............................. II-7

  2.4 Dasar Pemilihan Proses Pembuatan Isopropil Asetat .................. II-5

  2.3.5 Air ................................................................................. II-4

  2.3.3 Hidrogen Flourida .......................................................... II-3

  Hal

  2.3.2 Propilena ........................................................................ II-3

  2.3.1 Asam Asetat ................................................................... II-2

  2.3 Bahan Baku Pembuatan Isopropil Asetat ................................... II-2

  2.2 Dasar Pemilihan Bahan Baku ..................................................... II-2

  2.1 Isopropil Asetat ......................................................................... II-1

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DESKRIPSI PROSES ...................... II-1

  1.3 Tujuan dan Manfaat Pra Rancangan Pabrik ................................. I-2

  1.2 Perumusan Masalah .................................................................... I-2

  1.1 Latar Belakang ........................................................................... I-1

  BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. I-1

  INTISARI...............................................................................................................iii DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii DAFTAR GAMBAR............................................................................................ xiii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiv

  KATA PENGANTAR .............................................................................................. i

  BAB IV NERACA PANAS.............................................................................IV-1

  4.1 Neraca Panas Pada Kompresor (K-101) ....................................IV-1

  5.5 Mixer (MX-101) ........................................................................ V-4

  6.2.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis .........................VI-6

  6.2.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan ..................VI-6

  6.2.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik .............................VI-5

  6.2.2 Peralatan Perlindungan Diri ...........................................VI-5

  6.2.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan ...........VI-4

  6.2 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Isopropil asetat .......................VI-3

  6.1 Instrumentasi ............................................................................VI-1

  

BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ....................VI-1

  5.11 Reboiler (RB-101) ..................................................................... V-7

  5.10 Kondensor (CD-101) ................................................................. V-7

  5.9 Menara Destilasi (MD-101) ....................................................... V-6

  5.8 Accumulator (AC-101) .............................................................. V-5

  5.7 Expansion Valve (EV-101) ........................................................ V-5

  5.6 Reaktor (R-101) ......................................................................... V-4

  5.4 Kompresor (K-101) ................................................................... V-3

  4.2 Neraca Panas Pada Kompresor (K-102) ....................................IV-1

  5.3 Pompa (P-101) ........................................................................... V-2

  5.2 Tangki Penyimpanan Boron Trifluorida (T-103) ........................ V-2

  5.1 Tangki Penyimpanan Asam Asetat (T-101) ................................ V-1

  

BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ........................................................... V-1

  4.12 Neraca Panas Pada Kolom Destilasi (MD-102) .........................IV-5

  4.11 Neraca Panas Pada Kolom Destilasi (MD-101) .........................IV-4

  4.10 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-103) ..........................IV-4

  4.9 Neraca Panas Pada Expansion Valve (EV-101) .........................IV-3

  4.8 Neraca Panas Pada Kompresor (K-103) ....................................IV-3

  4.7 Neraca Panas Pada Reaktor (R-101)..........................................IV-3

  4.6 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-101) ..........................IV-2

  4.5 Neraca Panas Pada Mixer (MX-102) .........................................IV-2

  4.4 Neraca Panas Pada Mixer (MX-101) .........................................IV-2

  4.3 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-102) ..........................IV-1

  

BAB VII UTILITAS ...................................................................................... VII-1

  7.2 Kebutuhan Air ........................................................................ VII-2

  7.2.1 Screening .................................................................... VII-5

  7.2.2 Sedimentasi................................................................. VII-6

  7.2.3 Klarifikasi ................................................................... VII-6

  7.2.3 Filtrasi ........................................................................ VII-6

  7.2.4 Demineralisasi ............................................................ VII-8

  7.2.5 Dearator .................................................................... VII-11

  7.3 Kebutuhan Bahan Kimia ....................................................... VII-11

  7.4 Kebutuhan Listrik ................................................................. VII-12

  7.5 Kebutuhan Bahan Bakar ....................................................... VII-13

  7.6 Unit Pengolahan Limbah ...................................................... VII-14

  7.6.1 Bak Penampungan .................................................... VII-17

  7.6.2 Bak Pengendap Awal ................................................ VII-17

  7.6.3 Bak Netralisasi .......................................................... VII-18

  7.7 Spesifikasi Peralatan Utilitas ................................................ VII-19

  

BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ................................... VIII-1

  8.1 Lokasi Pabrik ........................................................................ VIII-1

  8.2 Tata Letak Pabrik .................................................................. VIII-4

  

BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ...................IX-1

  9.1 Bentuk Hukum Badan Usaha ....................................................IX-1

  9.2 Manajemen Perusahaan ............................................................IX-2

  9.3 Organisasi Perusahaan ..............................................................IX-2

  9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab .......................IX-4

  9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) .......................IX-4

  9.4.2 Dewan Komisaris ..........................................................IX-4

  9.4.3 Direktur ........................................................................IX-4

  9.4.4 Sekretaris ......................................................................IX-5

  9.4.5 Manajer Teknik dan Produksi .......................................IX-5

  9.4.6 Manajer Umum dan Keuangan ......................................IX-5

  9.4.7 Manajer R & D (Research and Development) ...............IX-5

  9.5 Sistem Kerja .............................................................................IX-6

  9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ...............................IX-7

  9.7 Sistem Penggajian ....................................................................IX-9

  

BAB X ANALISA EKONOMI ...................................................................... X-1

  10.1 Modal Investasi ......................................................................... X-1

  10.1.1 Modal Investasi Tetap/Fixed Capital Investment .......... X-1

  10.1.2 Modal Kerja/Working Capital ...................................... X-3

  10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ............................. X-4

  10.2.1 Biaya Tetap/Fixed Cost (FC) ........................................ X-4

  10.2.2 Biaya Variabel/Variable Coat (VC) ............................. X-4

  10.3 Total Penjualan (Total Sales) ..................................................... X-5

  10.4 Bonus Perusahaan...................................................................... X-5

  10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ....................................................... X-5

  10.6 Analisa Aspek Ekonomi ............................................................ X-5

  10.6.1 Profit Margin (PM) ...................................................... X-5

  10.6.2 Break Event Point ........................................................ X-6

  10.6.3 Return on Investment (RON) ........................................ X-6

  10.6.4 Pay Out Time (POT) .................................................... X-7

  10.6.5 Return On Network (RON) ........................................... X-7

  10.6.6 Internal Rate of Return (IRR) ....................................... X-8

  

BAB XI KESIMPULAN .................................................................................XI-1

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... xiv LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Tabel 4.7 Neraca Panas Pada Reaktor (R-101) ..............................................IV-3Tabel 5.9 Spesifikasi Reboiler ....................................................................... V-7Tabel 5.8 Spesifikasi Kondensor .................................................................... V-7Tabel 5.7 Spesifikasi Menara Destilasi .......................................................... V-6Tabel 5.6 Spesifikasi Reaktor ........................................................................ V-4Tabel 5.5 Spesifikasi Mixer ........................................................................... V-4Tabel 5.4 Spesifikasi Kompressor .................................................................. V-3Tabel 5.3 Spesifikasi Pompa .......................................................................... V-3Tabel 5.2 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Gas ............................................. V-2Tabel 5.1 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Cairan......................................... V-1Tabel 4.12 Neraca Panas Pada Kolom Destilasi (MD-102) .............................IV-5Tabel 4.11 Neraca Panas Pada Kolom Destilasi (MD-101) .............................IV-4Tabel 4.10 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-103) ..............................IV-4Tabel 4.9 Neraca Panas Pada Expansion Valve (EV-101)..............................IV-3Tabel 4.8 Neraca Panas Pada Kompresor (K-103).........................................IV-3

  Hal

Tabel 1.1 Perkembangan Impor Isopropil Asetat di Indonesia ......................... I-2Tabel 4.5 Neraca Panas Pada Mixer (MX-102) .............................................IV-2Tabel 4.4 Neraca Panas Pada Mixer (MX-101) .............................................IV-2Tabel 4.3 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-102) ..............................IV-1Tabel 4.2 Neraca Panas Pada Kompresor (K-102).........................................IV-1Tabel 4.1 Neraca Panas Pada Kompresor (K-101).........................................IV-1Tabel 3.7 Neraca Massa pada Kolom Destilasi (MD-102) ............................. III-3Tabel 3.6 Neraca Massa pada Kolom Destilasi (MD-101) ............................. III-3Tabel 3.5 Neraca Massa pada Accumulator (AC-101) ................................... III-2Tabel 3.4 Neraca Massa pada Reaktor (R-101) ............................................. III-2Tabel 3.3 Neraca Massa pada Mixer (MX–102) ............................................ III-2Tabel 3.2 Neraca Massa pada Mixer (MX–101) ............................................ III-1Tabel 3.1 Neraca Massa Umpan Setelah Ada Hasil Recycle. ......................... III-1Tabel 2.2 Keunggulan dan Kelemahan Proses ................................................ II-7Tabel 2.1 Karakteristik Isopropil Asetat (IPAc) ............................................. II-1Tabel 4.6 Neraca Panas Pada Heat Exchanger (HE-101) ..............................IV-2Tabel 6.1 Daftar Penggunanan Instrumentasi pada Pra – Rancangan PabrikTabel 9.2 Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ...........................................IX-7

  3 ...........................................................................LA-29

  Tabel LA.3 Komposisi HF ............................................................................. LA-1 Tabel LA.4 Komposisi BF

  3 H 6 .......................................................................... LA-1

  Tabel LA.2 Komposisi C

  3 COOH ................................................................ LA-1

  Tabel LA.1 Komposisi CH

Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan...............................................................IX-9Tabel 9.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift ........................................................IX-7

  Isopropil Asetat .............................................................................VI-2

Tabel 8.1 Keterangan Gambar 8.2.............................................................. VIII-6Tabel 7.6 Baku mutu limbah cair untuk industri isopropil asetat ............... VII-16Tabel 7.5 Perincian Kebutuhan Listrik untuk Utilitas ................................ VII-12Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Silau ............................................................ VII-4Tabel 7.3 Pemakaian Air Untuk Kebutuhan ................................................ VII-4Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin ............................................................ VII-2Tabel 7.1 Kebutuhan Steam Pabrik Isopropil Asetat.................................... VII-1

  Tabel LA.5 Data Nilai Berat Molekul (kg/ mol) .............................................LA-30 Tabel LB.1 Kapasitas Panas Gas Masing-masing Komponen .......................... LB-1 Tabel LB.2 Konstanta Antoine Suatu Komponen pada Suhu Tertentu ............. LB-2 Tabel LB.3 Panas Penguapan .......................................................................... LB-2 Tabel LB.4 Panas Pembentukan Standar ......................................................... LB-3 Tabel LB.5 Neraca Panas pada Kompresor (K-101) ........................................ LB-5 Tabel LB.6 Neraca Panas pada Kompresor (K-102) ........................................ LB-8 Tabel LB.7 Neraca Panas pada Heat exchanger (HE-102) .............................. LB-9 Tabel LB.8 Neraca Panas pada Mixer (MX-101) ........................................... LB-11 Tabel LB.9 Neraca Panas pada Mixer (MX-102) ........................................... LB-13 Tabel LB.10 Neraca Panas pada Heat exchanger (HE-101) ............................ LB-14 Tabel LB.11 Neraca Panas pada Reaktor (R-101) ........................................... LB-16 Tabel LB.12 Neraca Panas pada Kompresor (K-103) ...................................... LB-18 Tabel LB.13 Neraca Panas pada Expansion valve (EV-101) ........................... LB-20 Tabel LB.14 Neraca Panas pada Heat exchanger (HE-103) ............................ LB-21 Tabel LC.1 Analog Perhitungan Tangki Penyimpanan Cairan......................... LC-3 Tabel LC.2 Analog Perhitungan Tangki Penyimpanan Gas ............................. LC-5

  Tabel LC.4 Analog Perhitungan Kompressor ................................................ LC-10 Tabel LC.5 Analog Perhitungan Mixer ......................................................... LC-14 Tabel LC.6 Analog Perhitungan Menara Destilasi ........................................ LC-26 Tabel LC.7 Analog Perhitungan Kondensor .................................................. LC-33 Tabel LC.8 Analog Perhitungan Reboiler ..................................................... LC-41 Tabel LD.1 Spesifikasi Pompa Utilitas ........................................................... LD-5 Tabel LD.2 Spesifikasi Tangki Penampungan ...............................................LD-11 Tabel LD.3 Spesifikasi Tangki Utilitas .........................................................LD-16 Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya .......................... LE-1 Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift.................................................. LE-3 Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses................................................... LE-6 Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah ........... LE-7 Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi .......................................................... LE-11 Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai .............................................................. LE-14 Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas selama 3 bulan ........................................... LE-16 Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja ............................................................... LE-17 Tabel LE.9 Perhitungan Biaya Depresiasi ..................................................... LE-19 Tabel LE.10 Data Perhitungan BEP................................................................ LE-26 Tabel LE.12 Data Perhitungan Internal Rate of Return (IRR) ......................... LE-28

DAFTAR GAMBAR

  Hal

Gambar 8.1 Peta Lokasi Pabrik Isopropil asetat ........................................... VIII-1Gambar 8.2 Tata Letak Pabrik Isopropil asetat ............................................. VIII-5Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik Pembuatan

  Isopropil asetat dari Asam Asetat dan Propilen ...........................IX-3 Gambar LD.1 Sketsa Sebagian Bar Screen ....................................................... LD-2 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan Tangki Pelarutan .................................................................. LE-5 Gambar LE.2 Grafik BEP ............................................................................... LE-27