LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK Prarancangan Pabrik Metil Metakrilat Dari Asetone Sianohidrin Dan Metanol Kapasitas 100.000 Ton/Tahun.
LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK
PRARANCANGAN PABRIK METIL METAKRILAT
DARI ASETONE SIANOHIDRIN DAN METANOL
KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN
Oleh :
Ariza Wahyu Perdana
D 500 060 010
Dosen Pembimbing :
Ir. Hj. Nur Hidayati, MT, Ph.D.
Eni Budiyati, ST, M.Eng
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
2012
HALAMAN PENGESAHAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK KIMIA
NAMA
: Ariza Wahyu Perdana
NIM
: D 500 060 010
JUDUL TPP
: Prarancangan Pabrik Metil Metakrilat dari Aseton
Sianohidrin
dan
Metanol
Kapasitas
100.000
Ton/Tahun.
DOSEN PEMBIMBING : 1. Ir. Hj. Nur Hidayati, MT, Ph.D.
2. Eni Budiyati, ST, M.Eng
Surakarta,
Maret 2012
Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Hj. Nur Hidayati, MT, Ph.D.
NIK. 975
Eni Budiyati, ST, M.Eng
NIK. 100.991
Mengetahui,
Dekan
Ketua Jurusan
Ir.Agus Riyanto, MT.
NIK 483
Ir. H. Haryanto, A.R.,MS.
NIP. 196307051990031002
ii
INTISARI
Pabrik metil metakrilat (MMA) dengan bahan baku aseton sianohidrin,
asam sulfat dan metanol kapasitas produksi 100.000 ton/tahun ini direncanakan
beroperasi selama 330 hari/ tahun. Proses pembuatan MMA berlangsung melalui
dua tahapan reaksi yaitu reaksi pertama merupakan reaksi hidrolisa, aseton
sianohidrin bereaksi dengan asam sulfat membentuk metakrilamid sulfat, reaksi
berlangsung pada fase cair , irreversible, endotermis dan non adiabatis yang
dilakukan di dalam reaktor alir tangki berpengaduk (RATB). Sedangkan reaksi
kedua merupakan reaksi esterifikasi, metakrilamid sulfat bereaksi dengan metanol
membentuk metil metakrilat. Reaksi berlangsung pada fase cair, irreversible,
eksotermis dan non adiabatis yang dilakukan di dalam RATB. Pabrik ini
digolongkan beresiko rendah karena beroperasi pada kondisi suhu dan tekanan
yang tidak terlalu tinggi serta sifat bahan baku dan produk yang tidak
membahayakan.
Produk metil metakrilat (98%) diproduksi sebanyak 12.626,2626 kg/jam
membutuhkan bahan baku aseton sianohidrin sebanyak 11.719,7573 kg/jam, asam
sulfat sebanyak 21.619,5053 kg/jam dan metanol sebanyak 4.102,3634 kg/jam.
Utilitas pendukung proses meliputi penyediaan air proses (solvent di Ekstraktor)
sebesar 1.662,5090 kg/jam, air untuk pendingin pada proses sebesar
2.905.594,2996 kg/jam, air untuk kebutuhan steam sebesar 18.909,6711 kg/jam
yang diproduksi dari boiler dengan bahan bakar natural gas sebesar 168,3901
ft3/jam, air untuk keperluan rumah tangga dan kantor sebesar 2.527,0923 kg/jam.
Kebutuhan listrik sebesar 477,3623 kW diperoleh dari perusahaan listrik negara
(PLN) dan disediakan sebuah generator set sebagai cadangan. Kebutuhan udara
tekan sebesar 100 m3/jam. Pabrik ini direncanakan didirikan di Gresik, Jawa
Timur pada tahun 2015 dengan luas tanah 40.188 m2 dan memerlukan karyawan
171 orang.
Pabrik metil metakrilat ini menggunakan modal tetap sebesar
Rp
190.965.495.334,00 dan modal kerja sebesar Rp 68.623.315.027,14. Dari analisis
ekonomi terhadap pabrik ini menunjukkan keuntungan sebelum pajak
Rp81.327.048.197,54, keuntungan setelah pajak sebesar Rp 56.928.933.738,28.
Percent Return On Investment (ROI) sebelum pajak 42,59% dan setelah pajak
29,8%. Pay Out Time (POT) sebelum pajak selama 1,9 tahun dan setelah pajak 2,5
tahun. Break Even Point (BEP) sebesar 42,56%, Shut Down Point (SDP) sebesar
23,07%, Discounted Cash Flow (DCF) terhitung sebesar 39,9%. Dari data analisis
kelayakan di atas disimpulkan, bahwa pabrik ini menguntungkan dan layak untuk
didirikan.
iii
MOTTO
Sesungguhnya Alloh tidak akan merubah nasib suatu kaum sehingga mereka
merubah nasib mereka sendiri (QS : 13. 11)
Maka apabila kamu telah selesai dari satu pekerjaan, masukilah dengan
sungguh-sungguh pekerjaan yang lain. ( QS. 94 : 7 )
Membiarkan waktu berlalu yang tiada makna dan arti adalah kerugian besar
yang tak mungkin dapat ditebus. ( Rabi’ah Al Adawiyyah )
Berusaha dan berdoa secara sungguh-sungguh dan serahkan hasilnya kepada
Allah SWT.
Cobaan / masalah hari ini jauh lebih ringan dibandingkan hari esok. Jika hari
ini kamu menyerah, maka besok kamu akan HANCUR.
Menunda itu masalah.
iv
PERSEMBAHAN
Karya Kecil ini ingin aku persembahkan untuk orang-orang yang telah memberi
arti dalam hidupku :
Bapak dan Ibu tercinta, terima kasih atas kasih sayang, pengorbanan dan
pendidikan yang telah bapak- ibu berikan selama ini, semoga dapat menjadi
bekal dan bermanfaat bagi kehidupanku dan semua keluarga. Hanya do’a dan
bakti yang dapat aku beri untuk membalas kasih sayangmu meski aku tahu
semua itu belumlah cukup.
Sahabat-sahabat terbaikku yang slalu memberi warna dan pengalaman baru
didalam hari-hariku, aku tidak akan melupakan warna dan pengalaman itu.
Buat Suryo, Hadi, Hendri, Mahmud “joyo” terima kasih persahabatan dan
transfer ilmunya. Arum, Kartini, Tiwi, Dwi Handayani, Chandra. AD 4753
AT &
B 2967 RS yang slalu nganter ke kampus. Kalian semua adalah
temen2ku yang membuatku slalu semangat untuk Ngampus. Untuk semuanya
terima kasih persahabatannya dan mohon maap bila slama jalan bareng
banyak salah yang ku perbuat, salam kompak dan kesuksesan semoga tetap
Alloh berikan kepada kita baik dunia maupun akhirat, Amien.
Temen-temen TEKIM yang lain yang tidak bisa aku sebutkan satu-satu,
terima kasih selalu memberi support dan bertanya ”za gimana TA-nya, dah
selesai belum?”, karena dengan support dan pertanyaan yang diberikan
menjadi semacam cambuk yang membuatku agar terus berusaha maju dan
tetap bersemangat. Thank’s for All…
v
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
segala rahmat hidayah dan petunjuknya-Nya sehingga penyusun dapat
menyelesaikan tugas akhir prarancangan pabrik kimia ini dengan baik. Tak lupa
sholawat serta salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad
SAW, keluarga, sahabat dan seluruh pengikutnya.
Tugas Prarancangan Pabrik Kimia merupakan tugas akhir yang harus
diselesaikan oleh setiap mahasiswa Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Muhammadiyah Surakarta sebagai prasyarat untuk menyelesaikan
jenjang studi sarjana. Dengan tugas ini diharapkan kemampuan penalaran dan
penerapan teori-teori yang telah diperoleh selama kuliah dapat berkembang dan
dapat dipahami dengan baik.
Judul Tugas Akhir ini adalah Prarancangan Pabrik Metil Metakrilat
dari Asetone Sianohidrin dan Metanol Kapasitas 100.000 Ton/Tahun. Adanya
prarancangan pabrik ini diharapkan dapat memperkaya alternatif industri masa
depan bagi Indonesia.
Penyelesaian penyusunan laporan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan
dan bimbingan serta dorongan dari berbagai pihak. Melalui laporan ini penyusun
ingin mengucapkan terima kasih yang tiada terhingga, terutama kepada :
1. Bapak Ir. H. Haryanto AR, M.S., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia
Universitas Muhammadiyah Surakarta
2. Ibu Ir. Hj. Nur Hidayati, MT, Ph.D. selaku Dosen Pembimbing I
3. Bapak Eni Budiyati, ST, M.Eng selaku Dosen Pembimbing II
4. Bapak dan Ibu Dosen Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta
atas segala bimbingan dan arahannya
5. Keluarga yang selalu mendoakan dan memberi semangat serta dukungan
vi
6. Teman-teman Teknik Kimia UMS serta yang selalu memberikan dorongan
dan motivasi.
Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan laporan tugas akhir ini
masih
banyak
terdapat
kekurangan
dan
kesalahan,
untuk
itu
penulis
mengharapkan saran dan kritik membangun demi kesempurnaan laporan ini. Dan
semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak. Akhir kata penulis mohon maaf
apabila ada salah kata, dan terima kasih.
Surakarta,
Maret 2012
Penyusun
vii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ ii
INTISARI ........................................................................................................... iii
MOTTO .............................................................................................................. iv
PERSEMBAHAN ............................................................................................... v
KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................xiv
BAB I. PENDAHULUAN .................................................................................. 1
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik ....................................................... 1
1.2. Kapasitas Perancangan ..................................................................... 2
1.2.1. Kebutuhan Metil Metakrilat di Indonesia ................................. 3
1.2.2. Ketersediaan Bahan Baku ......................................................... 3
1.2.3. Kapasitas yang Beroperasi........................................................ 4
1.3.Pemilihan Lokasi ............................................................................... 5
1.4. Tinjauan Pustaka ............................................................................... 6
1.4.1. Macam-macam Proses Berdasarkan Bahan Baku ................... 6
1.4.2. Kegunaan Metil Metakrilat ...................................................... 10
1.4.3. Sifat Fisika dan Sifat Kimia Bahan Baku dan Produk.............. 10
BAB II. DISKRIPSI PROSES .......................................................................... 14
2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ................................................ 14
2.2. Konsep Proses .................................................................................. 15
2.2.1. Dasar Reaksi .......................................................................... 15
2.2.2. Kondisi Operasi ..................................................................... 17
2.2.3. Aspek Thermodinamika ........................................................18
2.3. Tinjauan Kinetika ........................................................................... 21
2.4. Diskripsi Proses ............................................................................... 21
viii
2.5. Diagram Alir Neraca Massa dan Neraca Panas .............................. 26
2.6. Diagram Alir Neraca Panas ............................................................ 31
2.7. Tata letak pabrik dan peralatan ....................................................... 38
2.7.1. Tata letak Pabrik .................................................................... 38
2.7.2. Tata letak Peralatan ............................................................... 41
BAB III. SPESIFIKASI PERALATAN PROSES .......................................... 45
BAB IV. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM...…....75
4.1. Unit Pendukung Proses…………………………………………... 75
4.1.1. Unit Penyediaan dan Pengolahan Air…………...…….….... 75
4.1.2. Unit Pembangkit Steam………………………………….....92
4.1.3. Unit Pembangkit Listrik........................................................ 92
4.1.4. Unit Penyediaan Bahan Bakar.............................................. 95
4.1.5. Unit Penyediaan Udara Tekan............................................. . 96
4.1.6. Unit Pengolahan Limbah.......................................................96
4.2. Laboratorium................................................................................ ...97
4.2.1. Program Kerja Laboratorium ............................................. ...97
4.2.2. Alat-Alat Utama Laboratorium .......................................... ...99
BAB V. MANAJEMEN PERUSAHAAN ..................................................... .100
5.1. Bentuk Perusahaan ........................................................................ .100
5.2. Struktur Organisasi ....................................................................... .100
5.3. Sistem Kepegawaian dan Sistem Gaji............................................102
5.4.Pembagian Jam Kerja Karyawan ................................................... .102
5.4.1. Karyawan Non Shift ......................................................... .102
5.4.2. Karyawan Shift ................................................................. .103
5.5. Perincian Tugas dan Keahlian ...................................................... .104
5.5.1
Pembagian Jabatan ........................................................... .105
5.5.2
Perincian Jumlah Karyawan ............................................ .105
5.5.3
Sistem Gaji Pegawai ........................................................ .105
5.6. Kesejahteraan Sosial Karyawan .................................................... .106
5.7. Manajemen Produksi ................................................................... .107
5.5.1. Perencanaan Produksi ........................................................ .107
ix
5.5.1. Pengendalian Produksi ....................................................... .108
BAB VI. ANALISIS EKONOMI .................................................................... .110
6.1. Capital Investment ......................................................................... .115
6.2. Production Cost ............................................................................. .116
6.3. Analisis Ekonomi .......................................................................... .117
BAB VII. ANALISIS EKONOMI .................................................................. .122
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
x
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Kebutuhan Metil Metakrilat di Indonesia ……………......……….3
Tabel 1.2. Pemilihan Proses …………...………………………….………… 9
Tabel 2.1. Neraca massa Total..........................................................................26
Tabel 2.2. Neraca Massa Reaktor (R-01)......................................................... 26
Tabel 2.3. Neraca Massa Reaktor (R-02)…………………………..……...… 27
Tabel 2.4. Neraca Massa Reaktor (R-03)…………………………....………. 27
Tabel 2.5. Neraca Massa Reaktor (R-04)…………………………....………. 28
Tabel 2.6. Neraca Massa Reaktor (R-05)…………………………..……...… 28
Tabel 2.7. Neraca Massa Reaktor (R-06)…………………………..……...… 29
Tabel 2.8. Neraca Massa Stripper………………………………..…….……. 29
Tabel 2.9. Neraca Massa Menara Rectifier……………...........…..……….
30
Tabel 2.10. Neraca Massa Ekstraktor……………………...…………...…….30
Tabel 2.11. Neraca Panas Heater (H-01)……...………….…………..……….. 31
Tabel 2.12. Neraca Panas Heater (H-02)……...………….…………..……….. 31
Tabel 2.13. Neraca Panas Heater (H-03)……...………….…………..……….. 31
Tabel 2.14. Neraca Panas Heater (H-04)……...………….…………..……….. 32
Tabel 2.15. Neraca Panas Cooler (C-01)……...………….…………..……….. 32
Tabel 2.16. Neraca Panas Cooler (C-02)……...………….…………..……….. 33
Tabel 2.17. Neraca Panas Cooler (C-03)……...………….…………..……….. 33
Tabel 2.18. Neraca Panas Cooler (C-04)……...………….…………..……….. 33
Tabel 2.19. Neraca Panas Reaktor (R-01)……...………….………………….. 34
Tabel 2.20. Neraca Panas Reaktor (R-02)……...………….………………….. 34
Tabel 2.21. Neraca Panas Reaktor (R-03)……...………….………………….. 35
Tabel 2.22. Neraca Panas Reaktor (R-04)……...………….………………….. 35
Tabel 2.23. Neraca Panas Reaktor (R-05)……...………….………………….. 36
Tabel 2.24. Neraca Panas Reaktor (R-06)……...………….………………….. 36
Tabel 2.25. Neraca Panas Stripper...........……...………….………………….. 37
Tabel 2.26. Neraca Panas Menara Rectifier……...…...…………….............. 37
Tabel 2.27. Neraca Panas Menara Ekstraktor….................................................38
xi
Tabel 2.28. Luas Bangun Pabrik……...….....…………………...……………..40
Tabel 4.1. Kebutuhan Air Pendingin ………………………............…............. 90
Tabel 4.2. Kebutuhan Air untuk Steam …………………...........…….............. 91
Tabel 4.3. Kebutuhan Air Domestik ………………..…................................... 91
Tabel 4.4. Konsumsi untuk Keperluan Proses ………..…..….......................... 93
Tabel 4.5. Kebutuhan Listrik untuk Unit Pendukung Proses..... ………..…..…93
Tabel 5.1. Jadwal Kerja Regu................................……………………………. 103
Tabel 5.2. Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji...……..……….105
Tabel 6.1. Cost Index Chemical Plant ………………..………………............. 115
Tabel 6.2. Total Fixed Capital Investment ………………...…………............. 115
Tabel 6.3. Working Capital ………………..…………………………............. 116
Tabel 6.4. Manufacturing Cost ………………..…………………..…............. 116
Tabel 6.5. General Expenses ………………..…………………..……............. 118
Tabel 6.6. Fixed Cost ………………………..…………………..……............. 119
Tabel 6.7. Variable Cost ………………..………………...……..……............. 119
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Diagram Alir Proses………...……………………………..……. 23
Gambar 2.2. Diagram Alir Kualitatif................................................................
24
Gambar 2.3. Diagram Alir Kuantitatif………………………………………..
25
Gambar 2.5. Lay Out Tata Letak Pabrik ........................................................... 41
Gambar 2.6. Lay Out Tata Letak Alat Proses ………………….…………….. 44
Gambar 4.1. Unit Pengolahan Air sungai…………………………………...… 82
Gambar 5.1. Struktur Organisasi........................................................................ 109
Gambar 6.1. Grafik Hubungan Tahun dengan Cost Index …………..……….. 112
Gambar 6.2. Grafik Analisa Ekonomi............................... …………..……….. 121
xiii
PRARANCANGAN PABRIK METIL METAKRILAT
DARI ASETONE SIANOHIDRIN DAN METANOL
KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN
Oleh :
Ariza Wahyu Perdana
D 500 060 010
Dosen Pembimbing :
Ir. Hj. Nur Hidayati, MT, Ph.D.
Eni Budiyati, ST, M.Eng
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
2012
HALAMAN PENGESAHAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK KIMIA
NAMA
: Ariza Wahyu Perdana
NIM
: D 500 060 010
JUDUL TPP
: Prarancangan Pabrik Metil Metakrilat dari Aseton
Sianohidrin
dan
Metanol
Kapasitas
100.000
Ton/Tahun.
DOSEN PEMBIMBING : 1. Ir. Hj. Nur Hidayati, MT, Ph.D.
2. Eni Budiyati, ST, M.Eng
Surakarta,
Maret 2012
Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Hj. Nur Hidayati, MT, Ph.D.
NIK. 975
Eni Budiyati, ST, M.Eng
NIK. 100.991
Mengetahui,
Dekan
Ketua Jurusan
Ir.Agus Riyanto, MT.
NIK 483
Ir. H. Haryanto, A.R.,MS.
NIP. 196307051990031002
ii
INTISARI
Pabrik metil metakrilat (MMA) dengan bahan baku aseton sianohidrin,
asam sulfat dan metanol kapasitas produksi 100.000 ton/tahun ini direncanakan
beroperasi selama 330 hari/ tahun. Proses pembuatan MMA berlangsung melalui
dua tahapan reaksi yaitu reaksi pertama merupakan reaksi hidrolisa, aseton
sianohidrin bereaksi dengan asam sulfat membentuk metakrilamid sulfat, reaksi
berlangsung pada fase cair , irreversible, endotermis dan non adiabatis yang
dilakukan di dalam reaktor alir tangki berpengaduk (RATB). Sedangkan reaksi
kedua merupakan reaksi esterifikasi, metakrilamid sulfat bereaksi dengan metanol
membentuk metil metakrilat. Reaksi berlangsung pada fase cair, irreversible,
eksotermis dan non adiabatis yang dilakukan di dalam RATB. Pabrik ini
digolongkan beresiko rendah karena beroperasi pada kondisi suhu dan tekanan
yang tidak terlalu tinggi serta sifat bahan baku dan produk yang tidak
membahayakan.
Produk metil metakrilat (98%) diproduksi sebanyak 12.626,2626 kg/jam
membutuhkan bahan baku aseton sianohidrin sebanyak 11.719,7573 kg/jam, asam
sulfat sebanyak 21.619,5053 kg/jam dan metanol sebanyak 4.102,3634 kg/jam.
Utilitas pendukung proses meliputi penyediaan air proses (solvent di Ekstraktor)
sebesar 1.662,5090 kg/jam, air untuk pendingin pada proses sebesar
2.905.594,2996 kg/jam, air untuk kebutuhan steam sebesar 18.909,6711 kg/jam
yang diproduksi dari boiler dengan bahan bakar natural gas sebesar 168,3901
ft3/jam, air untuk keperluan rumah tangga dan kantor sebesar 2.527,0923 kg/jam.
Kebutuhan listrik sebesar 477,3623 kW diperoleh dari perusahaan listrik negara
(PLN) dan disediakan sebuah generator set sebagai cadangan. Kebutuhan udara
tekan sebesar 100 m3/jam. Pabrik ini direncanakan didirikan di Gresik, Jawa
Timur pada tahun 2015 dengan luas tanah 40.188 m2 dan memerlukan karyawan
171 orang.
Pabrik metil metakrilat ini menggunakan modal tetap sebesar
Rp
190.965.495.334,00 dan modal kerja sebesar Rp 68.623.315.027,14. Dari analisis
ekonomi terhadap pabrik ini menunjukkan keuntungan sebelum pajak
Rp81.327.048.197,54, keuntungan setelah pajak sebesar Rp 56.928.933.738,28.
Percent Return On Investment (ROI) sebelum pajak 42,59% dan setelah pajak
29,8%. Pay Out Time (POT) sebelum pajak selama 1,9 tahun dan setelah pajak 2,5
tahun. Break Even Point (BEP) sebesar 42,56%, Shut Down Point (SDP) sebesar
23,07%, Discounted Cash Flow (DCF) terhitung sebesar 39,9%. Dari data analisis
kelayakan di atas disimpulkan, bahwa pabrik ini menguntungkan dan layak untuk
didirikan.
iii
MOTTO
Sesungguhnya Alloh tidak akan merubah nasib suatu kaum sehingga mereka
merubah nasib mereka sendiri (QS : 13. 11)
Maka apabila kamu telah selesai dari satu pekerjaan, masukilah dengan
sungguh-sungguh pekerjaan yang lain. ( QS. 94 : 7 )
Membiarkan waktu berlalu yang tiada makna dan arti adalah kerugian besar
yang tak mungkin dapat ditebus. ( Rabi’ah Al Adawiyyah )
Berusaha dan berdoa secara sungguh-sungguh dan serahkan hasilnya kepada
Allah SWT.
Cobaan / masalah hari ini jauh lebih ringan dibandingkan hari esok. Jika hari
ini kamu menyerah, maka besok kamu akan HANCUR.
Menunda itu masalah.
iv
PERSEMBAHAN
Karya Kecil ini ingin aku persembahkan untuk orang-orang yang telah memberi
arti dalam hidupku :
Bapak dan Ibu tercinta, terima kasih atas kasih sayang, pengorbanan dan
pendidikan yang telah bapak- ibu berikan selama ini, semoga dapat menjadi
bekal dan bermanfaat bagi kehidupanku dan semua keluarga. Hanya do’a dan
bakti yang dapat aku beri untuk membalas kasih sayangmu meski aku tahu
semua itu belumlah cukup.
Sahabat-sahabat terbaikku yang slalu memberi warna dan pengalaman baru
didalam hari-hariku, aku tidak akan melupakan warna dan pengalaman itu.
Buat Suryo, Hadi, Hendri, Mahmud “joyo” terima kasih persahabatan dan
transfer ilmunya. Arum, Kartini, Tiwi, Dwi Handayani, Chandra. AD 4753
AT &
B 2967 RS yang slalu nganter ke kampus. Kalian semua adalah
temen2ku yang membuatku slalu semangat untuk Ngampus. Untuk semuanya
terima kasih persahabatannya dan mohon maap bila slama jalan bareng
banyak salah yang ku perbuat, salam kompak dan kesuksesan semoga tetap
Alloh berikan kepada kita baik dunia maupun akhirat, Amien.
Temen-temen TEKIM yang lain yang tidak bisa aku sebutkan satu-satu,
terima kasih selalu memberi support dan bertanya ”za gimana TA-nya, dah
selesai belum?”, karena dengan support dan pertanyaan yang diberikan
menjadi semacam cambuk yang membuatku agar terus berusaha maju dan
tetap bersemangat. Thank’s for All…
v
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
segala rahmat hidayah dan petunjuknya-Nya sehingga penyusun dapat
menyelesaikan tugas akhir prarancangan pabrik kimia ini dengan baik. Tak lupa
sholawat serta salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad
SAW, keluarga, sahabat dan seluruh pengikutnya.
Tugas Prarancangan Pabrik Kimia merupakan tugas akhir yang harus
diselesaikan oleh setiap mahasiswa Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Muhammadiyah Surakarta sebagai prasyarat untuk menyelesaikan
jenjang studi sarjana. Dengan tugas ini diharapkan kemampuan penalaran dan
penerapan teori-teori yang telah diperoleh selama kuliah dapat berkembang dan
dapat dipahami dengan baik.
Judul Tugas Akhir ini adalah Prarancangan Pabrik Metil Metakrilat
dari Asetone Sianohidrin dan Metanol Kapasitas 100.000 Ton/Tahun. Adanya
prarancangan pabrik ini diharapkan dapat memperkaya alternatif industri masa
depan bagi Indonesia.
Penyelesaian penyusunan laporan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan
dan bimbingan serta dorongan dari berbagai pihak. Melalui laporan ini penyusun
ingin mengucapkan terima kasih yang tiada terhingga, terutama kepada :
1. Bapak Ir. H. Haryanto AR, M.S., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia
Universitas Muhammadiyah Surakarta
2. Ibu Ir. Hj. Nur Hidayati, MT, Ph.D. selaku Dosen Pembimbing I
3. Bapak Eni Budiyati, ST, M.Eng selaku Dosen Pembimbing II
4. Bapak dan Ibu Dosen Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta
atas segala bimbingan dan arahannya
5. Keluarga yang selalu mendoakan dan memberi semangat serta dukungan
vi
6. Teman-teman Teknik Kimia UMS serta yang selalu memberikan dorongan
dan motivasi.
Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan laporan tugas akhir ini
masih
banyak
terdapat
kekurangan
dan
kesalahan,
untuk
itu
penulis
mengharapkan saran dan kritik membangun demi kesempurnaan laporan ini. Dan
semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak. Akhir kata penulis mohon maaf
apabila ada salah kata, dan terima kasih.
Surakarta,
Maret 2012
Penyusun
vii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ ii
INTISARI ........................................................................................................... iii
MOTTO .............................................................................................................. iv
PERSEMBAHAN ............................................................................................... v
KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................xiv
BAB I. PENDAHULUAN .................................................................................. 1
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik ....................................................... 1
1.2. Kapasitas Perancangan ..................................................................... 2
1.2.1. Kebutuhan Metil Metakrilat di Indonesia ................................. 3
1.2.2. Ketersediaan Bahan Baku ......................................................... 3
1.2.3. Kapasitas yang Beroperasi........................................................ 4
1.3.Pemilihan Lokasi ............................................................................... 5
1.4. Tinjauan Pustaka ............................................................................... 6
1.4.1. Macam-macam Proses Berdasarkan Bahan Baku ................... 6
1.4.2. Kegunaan Metil Metakrilat ...................................................... 10
1.4.3. Sifat Fisika dan Sifat Kimia Bahan Baku dan Produk.............. 10
BAB II. DISKRIPSI PROSES .......................................................................... 14
2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ................................................ 14
2.2. Konsep Proses .................................................................................. 15
2.2.1. Dasar Reaksi .......................................................................... 15
2.2.2. Kondisi Operasi ..................................................................... 17
2.2.3. Aspek Thermodinamika ........................................................18
2.3. Tinjauan Kinetika ........................................................................... 21
2.4. Diskripsi Proses ............................................................................... 21
viii
2.5. Diagram Alir Neraca Massa dan Neraca Panas .............................. 26
2.6. Diagram Alir Neraca Panas ............................................................ 31
2.7. Tata letak pabrik dan peralatan ....................................................... 38
2.7.1. Tata letak Pabrik .................................................................... 38
2.7.2. Tata letak Peralatan ............................................................... 41
BAB III. SPESIFIKASI PERALATAN PROSES .......................................... 45
BAB IV. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM...…....75
4.1. Unit Pendukung Proses…………………………………………... 75
4.1.1. Unit Penyediaan dan Pengolahan Air…………...…….….... 75
4.1.2. Unit Pembangkit Steam………………………………….....92
4.1.3. Unit Pembangkit Listrik........................................................ 92
4.1.4. Unit Penyediaan Bahan Bakar.............................................. 95
4.1.5. Unit Penyediaan Udara Tekan............................................. . 96
4.1.6. Unit Pengolahan Limbah.......................................................96
4.2. Laboratorium................................................................................ ...97
4.2.1. Program Kerja Laboratorium ............................................. ...97
4.2.2. Alat-Alat Utama Laboratorium .......................................... ...99
BAB V. MANAJEMEN PERUSAHAAN ..................................................... .100
5.1. Bentuk Perusahaan ........................................................................ .100
5.2. Struktur Organisasi ....................................................................... .100
5.3. Sistem Kepegawaian dan Sistem Gaji............................................102
5.4.Pembagian Jam Kerja Karyawan ................................................... .102
5.4.1. Karyawan Non Shift ......................................................... .102
5.4.2. Karyawan Shift ................................................................. .103
5.5. Perincian Tugas dan Keahlian ...................................................... .104
5.5.1
Pembagian Jabatan ........................................................... .105
5.5.2
Perincian Jumlah Karyawan ............................................ .105
5.5.3
Sistem Gaji Pegawai ........................................................ .105
5.6. Kesejahteraan Sosial Karyawan .................................................... .106
5.7. Manajemen Produksi ................................................................... .107
5.5.1. Perencanaan Produksi ........................................................ .107
ix
5.5.1. Pengendalian Produksi ....................................................... .108
BAB VI. ANALISIS EKONOMI .................................................................... .110
6.1. Capital Investment ......................................................................... .115
6.2. Production Cost ............................................................................. .116
6.3. Analisis Ekonomi .......................................................................... .117
BAB VII. ANALISIS EKONOMI .................................................................. .122
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
x
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Kebutuhan Metil Metakrilat di Indonesia ……………......……….3
Tabel 1.2. Pemilihan Proses …………...………………………….………… 9
Tabel 2.1. Neraca massa Total..........................................................................26
Tabel 2.2. Neraca Massa Reaktor (R-01)......................................................... 26
Tabel 2.3. Neraca Massa Reaktor (R-02)…………………………..……...… 27
Tabel 2.4. Neraca Massa Reaktor (R-03)…………………………....………. 27
Tabel 2.5. Neraca Massa Reaktor (R-04)…………………………....………. 28
Tabel 2.6. Neraca Massa Reaktor (R-05)…………………………..……...… 28
Tabel 2.7. Neraca Massa Reaktor (R-06)…………………………..……...… 29
Tabel 2.8. Neraca Massa Stripper………………………………..…….……. 29
Tabel 2.9. Neraca Massa Menara Rectifier……………...........…..……….
30
Tabel 2.10. Neraca Massa Ekstraktor……………………...…………...…….30
Tabel 2.11. Neraca Panas Heater (H-01)……...………….…………..……….. 31
Tabel 2.12. Neraca Panas Heater (H-02)……...………….…………..……….. 31
Tabel 2.13. Neraca Panas Heater (H-03)……...………….…………..……….. 31
Tabel 2.14. Neraca Panas Heater (H-04)……...………….…………..……….. 32
Tabel 2.15. Neraca Panas Cooler (C-01)……...………….…………..……….. 32
Tabel 2.16. Neraca Panas Cooler (C-02)……...………….…………..……….. 33
Tabel 2.17. Neraca Panas Cooler (C-03)……...………….…………..……….. 33
Tabel 2.18. Neraca Panas Cooler (C-04)……...………….…………..……….. 33
Tabel 2.19. Neraca Panas Reaktor (R-01)……...………….………………….. 34
Tabel 2.20. Neraca Panas Reaktor (R-02)……...………….………………….. 34
Tabel 2.21. Neraca Panas Reaktor (R-03)……...………….………………….. 35
Tabel 2.22. Neraca Panas Reaktor (R-04)……...………….………………….. 35
Tabel 2.23. Neraca Panas Reaktor (R-05)……...………….………………….. 36
Tabel 2.24. Neraca Panas Reaktor (R-06)……...………….………………….. 36
Tabel 2.25. Neraca Panas Stripper...........……...………….………………….. 37
Tabel 2.26. Neraca Panas Menara Rectifier……...…...…………….............. 37
Tabel 2.27. Neraca Panas Menara Ekstraktor….................................................38
xi
Tabel 2.28. Luas Bangun Pabrik……...….....…………………...……………..40
Tabel 4.1. Kebutuhan Air Pendingin ………………………............…............. 90
Tabel 4.2. Kebutuhan Air untuk Steam …………………...........…….............. 91
Tabel 4.3. Kebutuhan Air Domestik ………………..…................................... 91
Tabel 4.4. Konsumsi untuk Keperluan Proses ………..…..….......................... 93
Tabel 4.5. Kebutuhan Listrik untuk Unit Pendukung Proses..... ………..…..…93
Tabel 5.1. Jadwal Kerja Regu................................……………………………. 103
Tabel 5.2. Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji...……..……….105
Tabel 6.1. Cost Index Chemical Plant ………………..………………............. 115
Tabel 6.2. Total Fixed Capital Investment ………………...…………............. 115
Tabel 6.3. Working Capital ………………..…………………………............. 116
Tabel 6.4. Manufacturing Cost ………………..…………………..…............. 116
Tabel 6.5. General Expenses ………………..…………………..……............. 118
Tabel 6.6. Fixed Cost ………………………..…………………..……............. 119
Tabel 6.7. Variable Cost ………………..………………...……..……............. 119
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Diagram Alir Proses………...……………………………..……. 23
Gambar 2.2. Diagram Alir Kualitatif................................................................
24
Gambar 2.3. Diagram Alir Kuantitatif………………………………………..
25
Gambar 2.5. Lay Out Tata Letak Pabrik ........................................................... 41
Gambar 2.6. Lay Out Tata Letak Alat Proses ………………….…………….. 44
Gambar 4.1. Unit Pengolahan Air sungai…………………………………...… 82
Gambar 5.1. Struktur Organisasi........................................................................ 109
Gambar 6.1. Grafik Hubungan Tahun dengan Cost Index …………..……….. 112
Gambar 6.2. Grafik Analisa Ekonomi............................... …………..……….. 121
xiii