PABRIK METHYL CHLORIDE DARI METHANOL DAN HYDROGEN CHLORIDE DENGAN PROSES HYDRO-CHLORINASI.

PRA RENCANA PABRIK METHYL CHLORIDE DARI

METHANOL DAN HYDROGEN CHLORIDE DENGAN

PROSES HYDRO-CHLORINASI

PRA RENCANA PABRIK

Oleh :

ARIEANTHI LAKSMININGSIH

NPM : 0931010040

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANG

UNAN NASIONAL “VETERAN”

SURABAYA

–

JAWA TIMUR

2013

Pra Rencana Pabrik Karbon Aktif dari Tempurung Kelapa iii dengan Aktivasi Steam

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan YME atas karunia dan rahmat-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan dengan baik pra rencana pabrik ini yang

berjudul “Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride

dengan proses Hydro-Chlorinasi ”.

Pra rencana ini disusun untuk memenuhi tugas yang diberikan kepada mahasiswa Program Studi Teknik Kimia, Universitas Pembangunan Nasional

“Veteran” Jawa Timur sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik Kimia.

Sebagai dasar penyusunan pra rencana pabrik ini adalah teori yang diperoleh selama kuliah, data-data dari majalah, internet maupun literatur yang ada. Selanjutnya, dengan tersusunnya pra rencana pabrik ini, saya menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri,

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

2. Ibu Ir. Retno Dewati, MT selaku Kepala Jurusan Teknik Kimia,

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur.

3. Ibu Ir. Kindriari Nurma Wahyusi, MT selaku dosen pembimbing.

4. Bapak, Ibu, Saudara tercinta yang telah memberikan dorongan, doa, dan

restu serta semangat demi berhasilnya studi kami.

5. Rekan-rekan serta semua pihak yang secara langsung maupun tidak

Pra Rencana Pabrik Karbon Aktif dari Tempurung Kelapa iv dengan Aktivasi Steam

Saya menyadari bahwa masih banyak terdapat kekurangan dalam penyusunan pra rencana pabrik ini oleh karena itu segala saran dan kritik yang bersifat membangun dan bermanfaat bagi kesempurnaan laporan ini akan kami terima dengan senang hati.

Akhir kata, semoga pra rencana pabrik ini dapat memberi manfaat bagi kita semua.

Surabaya, 17 Mei 2013

Daftar Isi

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR TABEL ... v

DAFTAR GAMBAR ... vi

INTISARI ………. . vii

BAB I PENDAHULUAN ... I.1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II.1 BAB III NERACA MASSA ... III.1 BAB IV NERACA PANAS ... IV.1 BAB V SPESIFIKASI ALAT ... V.1 BAB VI PERENCANAAN ALAT UTAMA ... VI.1 BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VII.1 BAB VIII UTILITAS ... VIII.1 BAB IX TATA LETAK DAN LOKASI ... IX.1 BAB X SISTEM ORGANISASI ... X.1 BAB XI ANALISA EKONOMI ... XI.1 BAB XII DISKUSI DAN KESIMPULAN... XII.1 DAFTAR PUSTAKA ... vii

Intisari

Pra rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro-Chlorinasi

INTISARI

Perencanaan pabrik Methyl Chloride ini diharapkan dapat berproduksi dengan kapasitas 35000 ton/tahun dalam bentuk liquid. Pabrik beroperasi secara continuous selama 330 hari dalam setahun.

Pertama-tama bahan baku Methanol dan Hydrogen Chloride diuapkan pada vaporizer dengan suhu 105°C. Produk uap dari vaporizer kemudian di blower menuju heater untuk dipanaskan dengan suhu 180°C. Campuran uap Methanol dan Hydrogen Chloride kemudian diumpankan pada bagian bawah reaktor melalui sparger. Didalam reaktor dilengkapi dengan packing yang berisi katalis alumina. Reaksi terjadi pada tekanan 1 atmosphere dengan suhu 340°C.

Produk reaksi berupa gas keluar pada bagian atas reaktor dan diblower menuju condenser untuk proses kondensasi campuran dengan suhu 20°C dibawah suhu kondensasi campuran. Kondensat dari condenserkemudian ditampung sementara pada akumulator dan dipompa menuju ke kolom distilasi yang sebelumnya dipanaskan pada heater sampai 105,55°C untuk memanaskan bahan sampai dengan suhu boiling point feed pada kolom distilasi.

Pada kolom distilasi, campuran masuk ke kolom distilasi pada feed plate, kemudian menuju ke bagian bawah ke reboiler untuk sebagian diuapkan kembali dan sebagian diambil sebagai produk bawah kolom distilasi. Produk bawah kolom distilasi berupa air dan impuritis, kemudian dibuang ke pengolahan limbah cair.

Intisari

Pra rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro-Chlorinasi

Produk uap dan reboiler kemudian menuju ke bagian atas kolom distilasi menuju ke condenser. Pada condenser, uap Methyl Chloride kemudian dikondensasi pada suhu dew point bahan. Kondensat kemudian ditampung sementara pada akumulator dan kemudian didistribusikan sebagian sebagai refluks kolom distilasi dan sebagai produk atas kolom distilasi ( distilat ). Produk distilat berupa Methyl Chloride kemudian diumpankan pada tangki penampung Methyl Chloride dengan kemurnian minimum 99% sebagai produk akhir.

Pendirian pabrik berlokasi di Manyar Gresik. Jawa Timur dengan ketentuan :

Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas

Sistem Organisasi : Garis dan Staff

Jumlah Karyawan : 162 orang

Sistem Operasi : Continuous

Waktu Operasi : 330 hari/tahun ; 24 jam/hari

Analisa Ekonomi :

 Massa konstruksi : 1 tahun

 Umur pabrik : 10 tahun

 Fixed Capital Investment (FCI) : Rp. 38.790.448.097

 Working Capital Investment (WCI) : Rp. 29.374.712.284

 Total Capital Investment (TCI) : Rp. 68.165.160.381

 Biaya Bahan Baku : Rp. 117,410,702,930.92

Intisari

Pra rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro-Chlorinasi

 Biaya Produksi Total : Rp. 185,728,151,150.64

 Hasil Penjualan Produk : Rp 223.085.844.486

 Internal Rate of Return : 22,37%

 Rate of Investment : 34.032%

 Pay Out Period : 3,7 tahun

Pendahuluan I - 1

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Methyl Chloride dikenal dengan nama lain Chloromethane dan di negara rusia Methyl Chloride dikenal sebagai pengisi misil udara dengan nama Bisnovat

R-40. Methyl Chloride juga dikenal dengan nama R-40, dimana “ R “ adalah

singkatan dari Refrigerant, karena Methyl Chloride dapat berfungsi baik sebagai Refrigerant.

Pembuatan Methyl Chloride secara sistetis ditemukan dan dikomersialkan prosesnya oleh ahli kimia asal Prancis yaitu Jean-Baptiste Dumas dan Eugene Peligot pada tahun 1835. Ilmuan Dumas dan Peligot membuat Methyl Chloride dengan cara mendidihkan Methanol pada Sulfuric Acid dan Sodium Chloride.

Secara alami, Methyl Chlolide terdapat pada lautan, dimana terjadi reaksi dari sinar matahari dan biomassa terhadap Chlorine yang terkandung pada buih air laut. Proses pembuatan Methyl Chloride pada saat ini yang terkenal adalah dengan mereaksikan Methanol dan Hydrogen Chloride. Reaksi antara Methanol dan Hydrogen Chloride dapat dilakukan dengan menggelembungkan gas Hydrogen Chloride pada Methanol liguid dengan bantuan katalis zinc Chloride atau dengan cara mencampur uap Methanol dan uap Hydrogen Chloride pada suhu tinggi dengan menggunakan katalis aluminia.

Di Indonesia, dengan perkembangan teknologi proses dalam industri kimia, memacu pertumbuhan industri-industri kimia ( bahan pembantu proses utama ), sehingga kebutuhan Methyl Chloride sebagai salah satu bahan kimia terpenting juga meningkat sejalan dengan pertumbuhan industri tersebut.

Pendahuluan I - 2

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

I.2. Kegunaan

Methyl Chloride dipergukan secara luas pada industri katalis pada proses karet, karena Methyl Chloride merupakan bahan monomer yang lebih disenangi karena murah dan efektif sebagai sumber Chloride yang berfungsi melarutkan senyawa butyl. Disamping itu, Methyl Chloride digunakan pada industri Silicone,Refrigerant,pembuatan Methyl Cellulose, dan lain-lain.

I.3. Aspek Ekonomi

Kebutuhan Methyl Chloride di Indonesia khususnya, semakin meningkat dengan peningkatan pertumbuhan kapasitas pada bidang industri kimia. Kebutuhan Methyl Chloride untuk Indonesia dapat ditabelkan pada tabel sebagai berikut :

Tabel I.1. Kebutuhan Methyl Chloride di Indonesia.

Tahun Kebutuhan (kg/th)

2007 9.434.267

2008 8.699.564

2009 10.987.389

2010 10.990.778

Berdasarkan tabel diatas , dapat dibuat grafik hubungan antara kebutuhan produk dengan tahun produksi.

Pendahuluan I - 3

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Dari grafik diatas, dengan metode regresi linier ( menggunakan Microsoft Excel ), maka didapat persamaan untuk mencari kebutuhan pada tahun tertentu dengan persamaan :

Y = 695.736 X – 1000000000

Keterangan : Y = Kapasitas ( Kg/th )

X = Tahun Ke-n

Pabrik ini direncanakan beroprasi pada tahun 2016, sehingga untuk mencari kapasitas pada tahun 2016, maka X = 2016.

Kapasitas pada tahun 2016 :

Y = [695.736 x 2016 ] - 1000000000

=3500000000Kg/th 35000ton/th

Untuk kapasitas terpasang pada pabrik ini, direncanakan kapasitas produksi pabrik sebesar 35.000 ton/th

Pendahuluan I - 4

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

I.4. Sifat Bahan Baku dan Produk Bahan Baku

I.4.A. Methanol ( Chemicalland21 & Perry 7୿୾ : 1999 )

Nama Lain : Methyl Alcohol, MeOH

Rumus Molekul : CH3OH

Rumus Bangun :

C H

H

H OH

Berat Molekul : 32

Warna : Tidak Berwarna

Bau : Tidak Berbau

Bentuk : Liquid

Specific Gravity : 0,792

Melting Point : - 97°C

Boiling Point : 64,7°C

Pendahuluan I - 5

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Komposisi Methanol ( Arokor Holding Inc. ) : ( Chemicalland21 )

Komponen % Berat

CH3OH 99,85 %

H2O 0,15 %

Pendahuluan I - 6

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

I.4.B. Hydrogen Chloride ( Chemicalland21 & Perry୿୾ : 1999 )

NamaLain : Hydrochloric Acid, Muriatic Acid

Rumus Molekul : HCl

Rumus Bangun :

H Cl

Berat Molekul : 36,5

Warna : Tidak Berwarna

Bau : Berbau Menyengat

Bentuk : Larutan 36 % ( Unichem )

Specific Gravity : 1,48

Melting Point : - 111°C ( HCl 100 % )

Boiling Point : - 85°C ( HCl 100 % )

Solubility, Cold Water : 82,3 Kg/100 Kg H2O ( H2O = O°C

Solubility, Hot Water : 56,1 Kg/100 Kg H2O ( H2O = O°C

Komposisi Hydrogen Chloride, Unichem, Candi-Sidoarjo : ( Chemicalland21 )

Komponen % Berat

HCl 36 %

H2O 64 %

Pendahuluan I - 7

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Produk :

I.4.D. Methyl Chloride ( Wikipedia, Chemicalland21 & Perry୿୾ : 1999 )

NamaLain : Chloromethane, Refrigerant R-40

Rumus Molekul : CH3Cl

Rumus Bangun :

C Cl

H H

H

Berat Molekul : 50,5

Warna : Tidak Berwarna

Bau : Berbau Khas

Bentuk : Liquifying Gas

Specific Gravity : 0,952

Melting Point : - 97,7°C

Boiling Point : - 24°C

Solubility, Cold Water : 280 cc / 100 gr H2O

Pendahuluan I - 8

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Kegunaan Produk Methyl Chloride : ( Keyes, Chemicalland21 )

1. Industri Rubber Catalyst : Sebagai Bahan Baku Utama

2. Industri Silicone : Sebagai Bahan Baku Pembantu

3. Industri Refrigerant : Sebagai Bahan Utama

4. Industri Methyl Cellulose : Sebagai Bahan Utama

Seleksi & Uraian Proses II - 1

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hidro - Chlorinasi

BAB II

SELEKSI & URAIAN PROSES

II.1. Macam Proses

Metode pembuatan Methyl Chloride dapat dibagi menjadi 2 bagian berdasarkan bahan baku yang digunakan. Bahan baku pertama adalah Methane dan Chloride, sedangkan bahan baku kedua adalah Methanol dan Hydrogen Chloride. Secara kormesial pembuatan Methyl Chloride dibedakan menjadi :

1. Pembuatan methyl Chloride dari Methane dan Chloride

Dengan Proses Chlorination.

2. Pembuatan Methyl Chloride Dari Methanol dan Hydrogen

Chloride Dengan Proses Hydro-Chlorinasi. Keterangan Proses :

II.1.1. Pembuatan Methyl Chloride Dari Methane dan Chlorine Dengan Proses Chlorination.

_{Seleksi & Uraian Proses II - 2}

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hidro - Chlorinasi

Reactor A bsor be r S tr ippe r HC l S cr ubbe r Ne ut ra li ze r Reactor C H 2 C l 2 C ol um n Int eur edi al e C ol um n Dr yi ng C ol um n M et hyl C hl or ide C ol um n C hl or of or m C ol um n C C l 4 C ol um n Reactor Methane Chlorine HCl Recycle Chloroform Chlorine Carbon Tetrachloride Heavyends Waste Sulfuric Acid Methyl Chloride Methylene Dichloride Waste HCl Solution Caustic Soda Hot Water Methane and HCl

Deseparation

HCl

Pada proses pembuatan Methyl Chloride dengan proses Chlorination ini, pertama-tama Methane Dichlorinasi pada reaktor dengan katalis mercury. Reaksi terjadi pada suhu 350°C sampai dengan 370°C.

Reaksi yang terjadi :

Reaksi – 1 CH4(G) + Cl2(G) → CH3Cl(G) + HCl(G)

Reaksi – 2 CH3Cl(G) + Cl2(G) → CH2Cl2(G) + HCl(G)

Seleksi & Uraian Proses II - 3

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hidro - Chlorinasi

Reaksi – 4 CHCl3(G) + Cl2(G) → CCl4(G) + HCl(G)

Yields Reaksi = 85 % - 90 % Berdasarkan Methane

Produk reaksi kemudian diumpankan pada kolom absorber untuk memisahkan gas HCl sebagai produk atas. Produk bawah kolom absorber kemudian diumpankan pada kolom stripper untuk menyerap campuran gas Alkyl Chloride. Produk dari kolom stripper kemudian diumpankan pada kolom HCl scrubber untuk menyerap gas HCl yang tersisa. Produk gas Alkyl Chloride kemudian diumpankan pada kolom neutrallizer untuk menetralkan HCl dengan penambahan caustic soda.

Reaksi yang terjadi : HCl(L) + NaOH(L) → NaCl(S) + H2O(L)

Produk gas Alkyl Chloride kemudian diumpankan pada kolom dying untuk mengeringkan gas dengan penambahan Sulfuric Acid. Produk gas Alkyl Chloride kemudian diumpankan pada kolom distilasi untuk proses pemisahan Methyl Chloride dari campuran Alkyl Chloride.

Produk campuran Alkyl Chloride kemudian diumpankan je kolom distilasi selanjutnya untuk memisahkan produk samping Methylene Chloride dari campuran Alkyl Chloride. Produk camputan Alkyl Chloride kemudian dichlorinasi lebih lanjut untuk menghasilkan produk Chloroform pada reaktor kedua.

Produk reaksi kemudian diumpankan pada kolom Chlorofrom untuk proses pemisahan produk Chlorofrom dari campuran Alkyl Chloride. Produk

Seleksi & Uraian Proses II - 4

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hidro - Chlorinasi

campuran Alkyl Chloride kemudian Dichlorinasi lebih lanjut untuk menghasilkan carbon tetra Chloride pada reaktor ketiga. Produk reaksi kemudian didistilasi pada kolom carbon tetra Chloride untuk memisahkan Carbon tetra Chloride dari campuran Alkyl Chloride.

II.1.2. Peloride Methyl Chloride Dari Methanol dan Hydrogen Chloride Dengan Proses Hydro-Chlorinasi.

Mixer and

Preheater Converter Condenser

Co

lu

m

n

Methanol

Hydrogen Chloride

Methyl Chloride

Bottoms

Pada proses pembuatan Methyl Chloride dengan proses Hydro-Chlorinasi bahan baku Methanol dan Hydrogen Chloride dicampur dan dipanaskan sampai 180°C untuk kemudian diumpankan pada reaktor. Reaktor terjadi pada suhu 340°C sampai dengan 350°C dengan bantuan katalis alumina.

Reaksi yang terjadi :

CH3OH(G) + HCl(G)→ CH3Cl(G) + H2O(G)

Yields reaksi = 90 % - 95 % berdasarka methanol

Seleksi & Uraian Proses II - 5

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hidro - Chlorinasi

kondensor, untuk kemudian didistilasi pada kolom distilasi sehingga menghasikan produk Methyl Chloride dengan kemurnian minimal 99 %.

II.2. Seleksi Proses

Berdasarkan uraian macam proses diatas, maka dapat ditabelkan perbandingan masing-masing proses sebagai berikut :

Parameter Macam Proses

Chlorination Hydro -

Chlorinasi Bahan Baku

Utama

Methane Methanol

Bahan Baku Pembantu

Chlorine HCl

Produk Samping

Methylene Dichloride

-

Aliran Proses Rumit Sederhana

Peralatan Kompleks Sederhana

Utilitas Tidak

Ekonomis

Ekonomis

Seleksi & Uraian Proses II - 6

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hidro - Chlorinasi

Dari uraian diatas, maka dipilih pembuatan Metrhyl Chloride dari Methanol dan HCl, dengan beberapa pertimbangan :

a. Peralatan yang digunakan lebih sederhana dengan efisiensi tinggi.

b. Instrumentasi lebih muda karena suhu operasi rendah.

c. Investasi lebih murah.

d. Produk yang dihasilkan memenuhi kebutuhan pasar.

II.3. Uraian Proses

Pada pra rencana pabrik Methyl Chloride ini, dapat dibagi menjadi 3 Unit pabrik, dengan pembagian :

1. Unit Pengendalian Bahan Baku Kode Unit : 100

2. Unit Reaksi Kode Unit : 200

3. Unit Pengendalian Produk Kode Unit : 300

Adapun uraian prose pembuatan Methyl Chloride ini adalah sebagai berikut : Pertama-tama bahan baku Methanol dan Hydrogen Chloride diuapkan pada vaporizer dengan suhu 105°C. Produk uap dari vaporizer kemudian di blower menuju heater untuk dipanaskan dengan suhu 180°C. Campuran uap Methanol dan Hydrogen Chloride kemudian diumpankan pada bagian bawah reaktor melalui sparger. Didalam reaktor dilengkapi dengan packing yang berisi katalis alumina. Reaksi terjadi pada tekanan 1 atmosphere dengan suhu 340°C.

Seleksi & Uraian Proses II - 7

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hidro - Chlorinasi

menuju condenser untuk proses kondensasi campuran dengan suhu 20°C dibawah suhu kondensasi campuran. Kondensat dari condenserkemudian ditampung sementara pada akumulator dan dipompa menuju ke kolom distilasi yang sebelumnya dipanaskan pada heater sampai 105,55°C untuk memanaskan bahan sampai dengan suhu boiling point feed pada kolom distilasi.

Pada kolom distilasi, campuran masuk ke kolom distilasi pada feed plate, kemudian menuju ke bagian bawah ke reboiler untuk sebagian diuapkan kembali dan sebagian diambil sebagai produk bawah kolom distilasi. Produk bawah kolom distilasi berupa air dan impuritis, kemudian dibuang ke pengolahan limbah cair.

Produk uap dan reboiler kemudian menuju ke bagian atas kolom distilasi menuju ke condenser. Pada condenser, uap Methyl Chloride kemudian dikondensasi pada suhu dew point bahan. Kondensat kemudian ditampung sementara pada akumulator dan kemudian didistribusikan sebagian sebagai refluks kolom distilasi dan sebagai produk atas kolom distilasi ( distilat ). Produk distilat berupa Methyl Chloride kemudian diumpankan pada tangki penampung Methyl Chloride dengan kemurnian minimum 99% sebagai produk akhir.

Neraca Massa III - 1

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

BAB III NERACA MASSA

Kapasitas Produksi = 35.000 ton / tahun = 4419,1919 kg / jam

Waktu Operasi = 1 jam operasi, 1 hari proses 330 hari

Basis Perhitungan = 1 jam

1. NERACA MASSA REAKTOR ( R-210)

Masuk (kg/j) Keluar (kg/jam)

dari tangki methanol : Ke distilasi :

CH3OH = 1101,6349 CH3OH = 55,0817

H2O = 1,6549 H2O = 2712,5184

1103,2899 CH3Cl = 1651,5918

4419,1919

dari tangki HCl :

HCl = 1193,7247

H2O = 2122,1773

3315,9020

Neraca Massa III - 2

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

2. NERACA MASSA DISTILASI (D-310)

Masuk (kg/j) Keluar (kg/jam)

dari tangki methanol :

produk atas ke F -

320 :

CH3OH = 55,0817 CH3OH = 0,0551

H2O = 2712,5184 H2O = 0,2713

CH3Cl = 1651,5918 CH3Cl = 1643,3338

4419,1919 1643,6601

produk bawah ke WTP :

CH3OH = 55,0267

H2O = 2712,2472

CH3Cl = 8,2580

2775,5318

Neraca Panas IV - 1

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

BAB IV NERACA PANAS

1. VAPORIZER - 1 (V- 112)

Masuk Keluar

Komponen kkal/jam Komponen kkal/jam

CH3OH 1810,5437 CH3OH 294278,3221

H2O 3,6977 H2O 954,1600

Q steam 308861,3060 Q loss 15443,0653

310675,5473 310675,5473

2. HEATER - 1

Masuk Keluar

Komponen kkal/jam Komponen kkal/jam

CH3OH 30909,2830 CH3OH 63623,8248

H20 59,6677 H20 116,6695

Q steam 34496,3617 Q loss 1724,8181

Neraca Panas IV - 2

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

3. VAPORIZER – 2

Masuk Keluar

Komponen kkal/jam Komponen kkal/jam

HCl 1138,3862 HCl 144447,2589

H2O 4741,6647 H2O 1223550,6918

Q

steam 1433808,3156 Q loss 71690,4158

1439688,3665 1439688,3665

4. HEATER – 2

Masuk Keluar

Komponen kkal/jam Komponen kkal/jam

HCl 18206,7800 HCl 35298,8570

H2O 76513,8566 H2O 149609,1015

Q

steam 94934,0231 Q loss 4746,7012

Neraca Panas IV - 3

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

5. REAKTOR

NERACA PANAS REAKTOR

Masuk Keluar

CH3OH CH3Cl

CH3OH 63623.8248 CH3Cl 127843.9611

H2O 116.6695 _CH3OH 7256.6038

H2O 397010.2733

HCl

HCl 35298.8570

H2O 149609.1015

Δ H reaksi 7731412.5879

Q terserap 7447950.2025

Total 7980061.041 kkal / jam 7980061.041 kkal/jam

6. CONDENSOR

NERACA PANAS CONDENSOR

MASUK KELUAR

CH3Cl 127843.9611 CH3Cl -1582.6848

CH3OH 7256.6038 CH3OH -89.7178

H2O 397010.2733 H2O -6054.1565

Q terserap 539837.3972

Neraca Panas IV - 4

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

7. HEATER – 3

Masuk Keluar

Komponen kkal/jam Komponen kkal/jam

CH3Cl 3211.5223 CH3Cl 27571.2168

CH3OH 181.8637 CH3OH 1556.8042

H2O 12127.9708 H2O 98477.0066

Q steam 117982.8113 Q loss 5899.1406

133504.1682 133504.1682

8. DISTILASI

NERACA PANAS DISTILASI

MASUK KELUAR

CH3Cl 27571.2168 CH3Cl 236.8544

CH3OH 1556.8042 CH3OH 85.4125

H2O 98477.0066 H2O 22.6142

Q supply 20595.3682 _CH3Cl 29367.4306

_CH3OH 11115.3157

H2O 90417.0433

Q loss 1029.7684

Qcondesation 15925.9567

Spesifikasi Alat V - 1

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

BAB V

SPESIFIKASI ALAT

1. TANGKI METHANOL (F-110)

Spesifikasi :

Fungsi : Menampung methanol dari supplier

Type : Silinder tegak, tutup bawah datar dan tutup atas

dish

Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk liquid pada tekanan

atmospheric

Volume : 83879.5217 cuft = 2439.890 M3

Diameter : 37 ft

Tinggi : 45 ft Tebal Shell : ¼ in Tebal tutu atas : ¼ in Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan Konstruksi : Carbon Steal SA-283 grade C ( Brownell : 253 )

Spesifikasi Alat V - 2

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

2. POMPA - 1 (L-111)

Spesifikasi :

Fungsi : Mengalirkan methanol dari tangki F - 110 ke V –

112

Type : Centrifugal pump

Dasar Pemilihan : Sesuai untuk tekanan rendah dan viskositas rendah

Bahan : Commercial Steel

Rate Volumetrik : 5,52 gpm

Total Dynamic Head : 31,05 ft.lbf / lbm Efisiensi motor : 80 %

Power : 1 hp = 0,8 kW Jumlah : 1 buah

3. VAPORIZER - 1 (V-112)

Spesifikasi :

Fungsi : Menguapkan methanol dengan suhu 105 oC

Type : 1-2 Shell and tube ( fixed tube ) kettle

Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan panas yang besar

Tube : OD = ¾ in : 16 BWG

Panjang = 16 ft

Spesifikasi Alat V - 3

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Jumlah Tube, Nt = 91

Passes = 2

Shell : ID = 13,25 in

Passes = 1

Heat Exchanger Area, A = 288,7 ft2 = 27 m2

Jumlah exchanger = 1 buah

4. HEATER (E-113)

Spesifikasi :

Fungsi : Memanaskan bahan sampai suhu 180 oC

Type : 1-2 Shell and Tube Heat Exchanger (fixed tube) Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan

panas yang besar

Tube : OD = ¾ in : 16 BWG

Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square

Jumlah Tube, Nt = 39

Passes = 2

Shell : ID = 10,00 in

Passes = 1

Heat Exchanger Area, A = 123,3 ft2 = 11 m2

Spesifikasi Alat V - 4

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

5. TANGKI HYGDROGEN CHLORIDE (F-120)

Spesifikasi :

Fungsi : Menampung Hydrogen Chloride dari supplier

Type : Silinder tegak, tutup bawah datar dan tutup atas

dish

Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk liquid pada tekanan

atmospheric

Volume : 326918,73 cuft = 9253 M3

Diameter : 59 ft

Tinggi : 70 ft Tebal Shell : 3/8 in Tebal tutu atas : 3/8 in Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan Konstruksi : Carbon Steal SA-283 grade C ( Brownell : 253 )

Jumlah : 2 buah

6. POMPA - 2 (L-121)

Spesifikasi :

Fungsi : Mengalirkan methanol dari tangki F - 120 ke V –

122

Spesifikasi Alat V - 5

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Dasar Pemilihan : Sesuai untuk tekanan rendah dan viskositas rendah

Bahan : Commercial Steel

Rate Volumetrik : 16,72 gpm

Total Dynamic Head : 39,62 ft.lbf / lbm Efisiensi motor : 80 %

Power : 1,5 hp = 1,2 kW Jumlah : 1 buah

7. VAPORIZER - 2 ( V-122 )

Spesifikasi :

Fungsi : Menguapkan HCl dengan suhu 105 oC.

Type : 1-2 Shell and tube ( fixed tube ) kettle.

Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan panas yang besar.

Tube : OD = ¾ in : 16 BWG

Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square

Jumlah Tube, Nt = 427

Passes = 2

Shell : ID = 25 in

Passes = 1

Spesifikasi Alat V - 6

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Jumlah exchanger = 1 buah

8. HEATER - 2 ( E-123 )

Spesifikasi :

Fungsi : Memanaskan bahan sampai suhu 180 oC

Type : 1-2 Shell and Tube Heat Exchanger (fixed tube) Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan

panas yang besar

Tube : OD = ¾ in : 16 BWG

Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square

Jumlah Tube, Nt = 71

Passes = 2

Shell : ID = 12 in

Passes = 1

Heat Exchanger Area, A = 225 ft2 = 20 m2

Jumlah exchanger = 1 buah

9. REAKTOR (R-210 )

Spesifikasi :

Fungsi : Hydro-chlorinasi methanol menjadi methyl chloride. Type : Silinder tegak, tutup atas dan tutup bawah dished head

Spesifikasi Alat V - 7

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Dilengkapi katalis, dan jaket pendingin. Operasi : Continuous

Dimensi Shell :

Diameter Shell, inside : 7,5 ft

Tinggi Shell : 22,5 ft

Tebal Shell : ¼ in

Dimensi tutup :

Tebal tutup atas ( dished ) : 3/8 in

Tinggi tutup atas : 1,01 ft

Tebal tutup bawah ( dished ) : 3/8 in

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 Grade C ( Brownell :

253 )

Jumlah reaktor : 1 buah

Sistem pendingin :

Diameter jaket : 7,57 ft

Tinggi jaket : 20 ft

Jaket spacing : 3/16 in

Tebal jaket : ¼ in

Packing katalis :

Jenis katalis : Alumina powder ( Al2O3 99% )

Ukuran katalis : 12 mesh

Spesifikasi Alat V - 8

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Berat katalis : 77119 kg

10.CONDENSOR - 1 ( E – 211 )

Spesifikasi :

Fungsi : Memanaskan bahan sampai suhu 180 oC

Type : 1-2 Shell and Tube Heat Exchanger (fixed tube) Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan

panas yang besar

Tube : OD = ¾ in : 16 BWG

Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square

Jumlah Tube, Nt = 76

Passes = 2

Shell : ID = 12 in

Passes = 1

Heat Exchanger Area, A = 238,7 ft2 = 23 m2

Jumlah exchanger = 1 buah

11.AKUMULATOR - 1 ( F-212 )

Spesifikasi :

Fungsi : Menampung methanol dari supplier

Spesifikasi Alat V - 9

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

dish

Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk liquid pada tekanan

atmospheric

Volume : 4140 cuft = 118 M3

Diameter : 16 ft

Tinggi : 24 ft Tebal Shell : ¼ in Tebal tutu atas : ¼ in Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan Konstruksi : Carbon Steal SA-283 grade C ( Brownell : 253 )

Jumlah : 2 buah

12.POMPA - 3 ( L - 213 )

Spesifikasi :

Fungsi : Mengalirkan methanol dari tangki F - 120 ke V –

122

Type : Centrifugal pump

Dasar Pemilihan : Sesuai untuk tekanan rendah dan viskositas rendah

Bahan : Commercial Steel

Rate Volumetrik : 12,50 gpm

Total Dynamic Head : 32,49 ft.lbf / lbm Efisiensi motor : 80 %

Spesifikasi Alat V - 10

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Power : 1,5 hp = 1,2 kW Jumlah : 1 buah

13.HEATER - 3 ( L - 214 )

Spesifikasi :

Fungsi : Memanaskan bahan sampai suhu 180 oC

Type : 1-2 Shell and Tube Heat Exchanger (fixed tube) Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan

panas yang besar

Tube : OD = ¾ in : 16 BWG

Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square

Jumlah Tube, Nt = 76

Passes = 2

Shell : ID = 12 in

Passes = 1

Heat Exchanger Area, A = 238,7 ft2 = 23 m2

Spesifikasi Alat V - 11

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

14.KOLOM DISTILASI ( D-310 )

Spesifikasi :

Fungsi : Memisahkan Methyl Chloride dari impuritis berdasarkan titik didih bahan

Type : Sieve Tray Colomn

Dasar Pemiliha : - effisiensi pemisahan lebih tinggi dari plate colomn : - harga lebih murah dari bubble cap colom.

: - perawatan dan perbaikan yang mudah

Spesifikasi kolom distilasi :

Tekanan operasi = 113,2 psi

Suhu operasi = 105,55 oC

Bahan konstruksi = Carbon steel SA-283 Grade C ( Brownell : 253 )

Allowable stress ( SA-283, Grade C ) = 12650 psi Digunakan double welded butt joint no radiograph dengan efisiensi = 85 % ( 0,85 )

Spesifikasi shell dan tutup :

Shell OD = 4,5 ft = 54 in

Tebal shell = ½ in

Tebal tutup dished = ¾ in

Spesifikasi Alat V - 12

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Spesifikasi Plate :

Tray spacing = 24 in

Jumlah plate = 23 buah

Feed Plate = plate ke-7

Tinggi tangent line to tangent line = 57,3 ft

Tanggki skirt support = 4,0 ft

Tinggi tutup dished = 0,7 ft

Tinggi total tangki = 62,0 ft

Lain-lain :

Berat liquid = 2560,97 lb

Area downcomer = 7,553 ft2

Berat liquid tiap area = 340 lb/ft2

Tray support ring = 2 ½ i x 2 ½ in x 3/8 in,

Angles

Faktor korosi = 1/8 in ( 0,125 in )

Overhead vapor line, OD = 12 in

Tebal isolasi = 3 in

Accessories = 1 buah tangga

Spesifikasi Alat V - 13

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

15.CONDENSOR - 2 ( E - 311 )

Spesifikasi :

Fungsi : Memanaskan bahan sampai suhu 180 oC

Type : 1-2 Shell and Tube Heat Exchanger (fixed tube) Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan

panas yang besar

Tube : OD = ¾ in : 16 BWG

Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square

Jumlah Tube, Nt = 76

Passes = 2

Shell : ID = 12 in

Passes = 1

Heat Exchanger Area, A = 238,7 ft2 = 23 m2

Jumlah exchanger = 1 buah

16.AKUMULATOR -2 ( F - 321 )

Spesifikasi :

Fungsi : Menampung methanol dari supplier

Type : Silinder tegak, tutup bawah datar dan tutup atas

dish

Spesifikasi Alat V - 14

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

atmospheric

Volume : 4140 cuft = 118 M3

Diameter : 16 ft

Tinggi : 24 ft Tebal Shell : ¼ in Tebal tutu atas : ¼ in Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan Konstruksi : Carbon Steal SA-283 grade C ( Brownell : 253 )

Jumlah : 2 buah

17.POMPA - 4 ( L - 313 )

Spesifikasi :

Fungsi : Mengalirkan methanol dari tangki F - 120 ke V –

122

Type : Centrifugal pump

Dasar Pemilihan : Sesuai untuk tekanan rendah dan viskositas rendah

Bahan : Commercial Steel

Rate Volumetrik : 12,50 gpm

Total Dynamic Head : 32,49 ft.lbf / lbm Efisiensi motor : 80 %

Power : 1,5 hp = 1,2 kW Jumlah : 1 buah

Spesifikasi Alat V - 15

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

18.REBOILER ( E-314 )

Spesifikasi :

Fungsi : Memanaskan bahan sampai suhu 180 oC

Type : 1-2 Shell and Tube Heat Exchanger (fixed tube) Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan

panas yang besar

Tube : OD = ¾ in : 16 BWG

Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square

Jumlah Tube, Nt = 76

Passes = 2

Shell : ID = 12 in

Passes = 1

Heat Exchanger Area, A = 238,7 ft2 = 23 m2

Jumlah exchanger = 1 buah

19.TANGKI METHYL CHLORIDE ( F-320 )

Spesifikasi :

Fungsi : Menampung methanol dari supplier

Type : Silinder tegak, tutup bawah datar dan tutup atas

Spesifikasi Alat V - 16

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk liquid pada tekanan

atmospheric

Volume : 4140 cuft = 118 M3

Diameter : 16 ft

Tinggi : 24 ft Tebal Shell : ¼ in Tebal tutu atas : ¼ in Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan Konstruksi : Carbon Steal SA-283 grade C ( Brownell : 253 )

Jumlah : 2 buah

20.BLOWER - 1 ( G - 130 )

Spesifikasi :

Fungsi : Memindahkan uap methanol dari V – 112 ke R – 210

Type : Centrifugal Blower

Dasar Pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan, efisiensi tinggi.

Bahan : Commercial Steel

Rate Volumetrik : 12,50 gpm

Total Dynamic Head : 32,49 ft.lbf / lbm Efisiensi motor : 80 %

Power : 1,5 hp = 1,2 kW Jumlah : 1 buah

Spesifikasi Alat V - 17

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

21.BLOWER - 2 ( G - 131 )

Spesifikasi :

Fungsi : Memindahkan uap methanol dari V – 112 ke R – 210

Type : Centrifugal Blower

Dasar Pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan, efisiensi tinggi.

Bahan : Commercial Steel

Rate Volumetrik : 12,50 gpm

Total Dynamic Head : 32,49 ft.lbf / lbm Efisiensi motor : 80 %

Power : 1,5 hp = 1,2 kW Jumlah : 1 buah

22.BLOWER - 3 ( G - 132 )

Spesifikasi :

Fungsi : Memindahkan uap methanol dari V – 112 ke R – 210

Type : Centrifugal Blower

Dasar Pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan, efisiensi tinggi.

Bahan : Commercial Steel

Rate Volumetrik : 12,50 gpm

Total Dynamic Head : 32,49 ft.lbf / lbm Efisiensi motor : 80 %

Power : 1,5 hp = 1,2 kW Jumlah : 1 buah

Perancangan Alat Utama

VI-1

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

VI

BAB VI

PERENCANAAN ALAT UTAMA

Nama alat : Reaktor

Kode alat : R - 210

Fungsi : Hydro-chlorinasi methanol menjadi methyl chloride.

Type : Silinder tegak, tutup atas dan tutup bawah dished head

: dilengkapi katalis, dan jaket pendingin.

Operasi : Continuous

Kondisi Operasi :

Tekanan Operasi : 1 atm ( Keyes : 513 )

Suhu Operasi : 340 oC ( Keyes : 513 )

Kondisi Feed :

1. Feed methanol dari V - 112 :

Rate massa = 4077.5661 kg / jam = 8989.4022 lb / jam

Perancangan Alat Utama

VI-2

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

ρ gas pada P = 1 atm, T = 180 oC = 816 R :

Suhu udara STP

= 492 R

ρ gas = 492 x 1 x 31.9790 = 0.054 lb /

cuft

816 1 359 (

Himmelblau : 249 )

Rete volumetrik = rate massa ib / jam = 8989.4022

densitas lb / cuft 0.054

= 167373 cuft /

jam

2. Feed HCl dari V - 122 :

Rate massa = 3106.70447 kg / jam = 6849.0407 lb / jam

BM Campuran = 24.6600 kg / kmol

ρ gas pada P = 1 atm, T = 180 oC = 816 R :

Suhu udara STP = 492 R

ρ gas = 492 x 1 x 24.6600 = 0.041 lb /

cuft

816 1 359 (

Himmelblau : 249 )

Rete volumetrik = rate massa ib / jam = 6849.0407

densitas lb / cuft 0.041

= 165370 cuft / jam

PERENCANAAN DIMENSI REAKTOR

Total rate volumetrik bahan masuk :

Rate volumetrik = rate methanol + rate HCl

= 167373 ( cuft / jam ) + 165370 (

cuft / jam )

= 332743 ( cuft / jam )

ρ campuran gas = 0.045 lb / cuft

Perancangan Alat Utama

VI-3

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Volume fixed bed = Volume katalis = 332743 cuft / 275

cuft

= 1210 cuft

Volume tangki :

Space velocity, s = 2200 / jam ( US. Patent no. 5,321,171 )

Waktu tinggal,τ = 1 / 2200 = 0.00045 jam Volume gas = rate volumetrik gas x waktu proses

= 332743 cuft / jam x 0.00045 jam =

151 cuft

Asunsi volume gas mengisi 80 % volume tangki dan digunakan 1 buah tangki.

Volume gas pada tangki = 151 x 100 = 189 cuft

80

Volume tangki total = Volume gas pada tangki + Volume fixed bed

= 189 ( cuft ) + 1210 ( cuft ) = 1399 cuft

Menentukan ukuran tangki dan ketebalannya

Diambil dimention ratio H = 3 ( tower ) ( Ulrich ; T.4-27 : 248 )

D Dengan mengabaikan volume dished head.

Volume tangki = π . D2 . H

4

1399 = π . D2 . 3D

4

D = 7.5 cuft = 90 in = 2.29 m

H = 22.5 ft = 270 in

Perancangan Alat Utama

VI-4

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Tebal shell berdasarkan ASME code untuk cylindrical tank :

t min = P x ri + C ( Brownell and Young, pers.

13-1, hal. 254 )

fE - 0,6 P

Perancangan Alat Utama

dengan : t min = tebal shell minimum ; in

P = tekanan tangki ; psi

ri = jari-jari tangki ; in ( 1/2 D )

C = faktor korosi ; in ( diambil 1/8

in )

E = faktor pengelasan, digunakan double welded butt joint.

faktor pengelasan, E = 0,8

f = stress allowable, bahan konstruksi carbon steel SA -

283

grade C, maka f = 12650 psi ( Brownell and Young, T. 13-1 )

P operasi = 1 atm = 14.7 psi

P design diambil 10 % lebih besar dari P operasi untuk faktor keamanan.

P design = 1.1 x 14.7 = 16 psi

r = 1/2 D = 1/2 x 90 in = 45 in

t min = 16 x 45 +

0.125

( 12650 x 0.8 ) - ( 0.6 x 16 )

= 0.197 in digunakan t = 1/4 in

Dimensi tutup atas dan tutup bawah, standard dished :

Untuk D = 90 in, didapat rc = 90 in ( Brownell and Young, T - 5.7 ) digunakan persamaan 13.12 dari brownell and young.

Perancangan Alat Utama

VI-5

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Tebal standard torispherical dished ( atas dan bawah ) :

th = 0,885 x P x rc + C ( Brownell and Young, Pers. 13.12 )

fE - 0,1P

dengan : th = tebal shell minimum ; in

P = tekanan tangki ; psi

rc = jari-jari tangki ; in ( Brownell

and Young, T - 5.7 )

C = faktor korosi ; in ( diambil 1/8

in )

E = faktor pengelasan, digunakan double welded butt joint.

faktor pengelasan, E = 0,8

f = stress allowable, bahan konstruksi carbon steel SA -

283

grade C, maka f = 12650 psi ( Brownell and Young, T. 13-1 )

P design = 16 psi

t min = 0.885 x 16 x 90 +

0.125 = 0.2523 in digunakan t = 3/8 in

( 12650 x 0.8 ) - ( 0.1 x 16 )

h = rc - √ rc2 D2 = 12.1 in = 1.01 ft

4

Perancangan Alat Utama

VI-6

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Dimana :

ID = ID shell = 90 in

a = ID = 90 = 45 in

2 2

Untuk D = 90 in, didapat rc = 90 in, irc = 5 1/2 in ( Brownell and Young,

T-5.7 )

Rc (r) = radius of dish = 90 in

icr (rc) = inside crown radius = 5 1/2 = 5.5 in

AB = ID - icr = 45 - 5.5 = 39.5 in

2

BC = r - icr = 90 - 5.5 = 84.5 in

AC = √(BC)2-(AB)2 = √(78,875)2-(38,944)2

= 74.699 in

b = r - √(BC)2-(AB)2

= 90 - 74.7 = 15.301 in

sf = straight flange = dipilih = 2 in (Brownell, T.5-6)

t = tebal dished = 3/8 in = 0.375 in

OA = t + b + sf = 0.375 + 15.3006 + 1.5

= 17.175602 in

= 90 - √1442-1682/4

= 90 - 77.9

= 12 in

= 1 ft

Perancangan Alat Utama

VI-7

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Perhitungan jaket :

Perhitungan sistem penjaga suhu : ( Kern, hal 719 )

Dari neraca panas : suhu yang dijaga = 340 oC

Q = 75493.4585 kkal/jam = 299578 Btu /

jam

Suhu masuk rata - rata = 180 oC = 356 oF

Suhu reaksi = 340 oC = 516 oF

ΔT = 516 - 356 = 160 oF

Kebutuhan media = 1678 kg / jam = 3700

lb / jam

Densitas steam = 6.1 lb / cuft ( Perry 7ed ; T.2-30 )

Rate volumetrik = rate bahan lb / jam = 607

cuft / jam

ρ bahan lb / cuft

= 0.17 cuft / dt

Asumsi kecepatan aliran = 3 ft / dt ( Kern, T.12, hal.845 )

Luas penampang = rate volumetrik cuft / dt = 0.17 / 3

kecepatan aliran ft / dt

= 0.06 ft2

Luas penampang = π / 4 ( D22 - D12 )

dengan : D2 = diameter dalam jaket

D1 = diameter luar bejana = Di bejana + ( 2 x tebal )

= 6 + 2 ( 1/4 in = 0,03 ft ) = 7.56 ft

Luas penampang = π / 4 ( D22 - D12 )

0.06 = π / 4 ( D22 - 7,562 )

D2 = 7.57 ft

Perancangan Alat Utama

VI-8

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

2 2

= 0.06 in = 3/16 in

Penentuan tebal jaket :

Tebal jaket berdasarkan ASME Code untuk cylindrical :

t min = P x ri + C ( Brownell and Young,

pers.13-1, hal.254 )

fE - 0,6P

dengan : t min = tebal shell minimum ; in

P = tekanan tangki ; psi

ri = jari-jari tangki ; in ( 1/2 D )

C = faktor korosi ; in ( digunakan

1/8 in )

E = faktor pengelasan, digunakan double welded butt

joint.

faktor pengelasan, E = 0,8

f = stress allowable, bahan konstruksi carbon steel

SA - 283

grade C, maka f = 12650 psi ( Brownell and Young, T. 13-1 )

P design = 16 psi

R = 1/2 D = 0.5 x 7.57 ft = 3.8 ft

t min = 16 x 3.79 x 12 +

0.125

( 12650 x 0.8 ) - ( 0.1 x 16 )

= 0.1976 in digunakan t = 1/4 in

h = rc - √ rc2 D2 = 12.1 in = 1.01 ft

4

Perancangan Alat Utama

VI-9

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

UD = 2 ( Kern, Tabel 8 )

A = Q = 299578 = 520 ft2

UDx Δt 2 x 288

A jaket = A shell + A dished ; A shell = π D h ( silinder )

A dished = 6,28 x Rc x h dished ( Hesse : pers. 4-16 )

= 6.28 x ( 90 / 12 ) x 1.01 = 47.571

ft2

A jaket = A shell + A dished

520 = ( π . ( 7.57 ) . H ) + 47.6

h jaket = 24 ft

Tinggi tangki = 22.5 ft

Katalis :

Jenis katalis = Aluminia Powder ( 12 mesh )

Kadar alumina = 99 %

ρ alumina = 3,7 gr / cc ( 231 lb / cuft )

Voume katalis = 736 cuft

Berat katalis = 736 (cuft) x 231 ( lb / cuft )

= 170016 lb = 77119 kg

Katalis aluminia diregenerasi tiap 1 tahun sekali pada saat shutdown

Tinggi katalis :

Tinggi tangki = 22.5 ft

Tinggi tutup = 1.01 ft

Tinggi shell = Tinggi tangki - ( 2 x tinggi tutup )

= 22.5 - ( 2 x 1.01 ) = 20.5

Perancangan Alat Utama

VI-10

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Volume katalis = π .D2 .H

4

Diameter tangki = 7.5 ft

Tinggi packing, H = Volume Katalis = 736 =

16.7 ft

( π / 4 ) D2 _{( π / 4 ) 7,5}2

Tinggi shell = 20.5 ft

Karena tinggi shell lebih besar dari tinggi katalis, maka katalis dapat mengisi bagian dalam shell.

% Pengisian katalis = 16.7 x 100 % = 81.387 %

20.5

Perhitungan Perforated Pipe ( Sparger ) :

Rate gas methanol = 1000.000 kg / jam

Rate gas HCl = 3106.70447 kg / jam

+

Rate gas = 4106.7045 kg / jam

Rate gas = 4106.7045 kg / jam = 9053.6407

lb / jam

BM bahan = 26.487 kg / kmol

ρcampuran pada P = 1 atm, T = 105 oC = 618 R ; bahan std = 492 R

ρ = 492 x 1 x 26.4870 = 0.053 lb /

cuft

681 1 359 ( Himmelblau : 249 )

Rete volumetrik = rate massa lb / jam = 9053.6407

densitas lb / cuft 0.053

= 169851 cuft / jam = 2830.8

cuft / menit

Perancangan Alat Utama

VI-11

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Diameter optimum = 12 in

digunakan pipa ukuran 12 in sch. 40 Dari Foust , App, C-6a , didapatkan :

OD = 12.750 in

ID = 11.938 in = 0.995 ft

A = 0.7770 ft2

Kecepatan aliran , V = 2830.8 cuft / menit x 1 = 60.7 ft/dt

0.7770 ft2 60

dengan : μ = 0.0009 cp = 0.00000058 lb / ft.dt

Nre = D V ρ = 5499097 > 2100

μ

dengan NRe > 2100 untuk menentukan diameter sparger digunakan persamaan 6.5 dari

Treybal halaman 141 : dp = 0.0233 x NRe-0,05

dengan : dp = diameter sparger ; ft

dp = 0.0233 x ( 5499097 ) -0,05 = 0.0107 ft

= 3,35 mm ( 1 ft = 304,8

mm )

digunakan ukuran diameter = 3,35 mm = 0,0107 ft

Untuk pemasangan sejajar atau segaris pada pipa, jarak interface ( C ) dianjurakan minimal

menggunakan jarak 3 dp. Maka C = 3 x 0.0107 ft =

0.032 ft

Diameter shell = 7.5 ft

Panjang pipa direncanakan 0,75 Diameter shell = 0.75 x 7.5

Perancangan Alat Utama

VI-12

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

ft Posisi sparger direncanakan disusun bercabang 20.

maka banyaknya lubang = Panjang pipa x Cabang = 3394 lubang

C

Jumlah lubang tiap cabang = jumlah lubang = 170 lubang tiap cabang

cabang

Sistem sparger :

Type = Standard Perforated Pipe

Bahan kontraksi = commercial steel

Diameter = 3,35 mm

jumlah cabang = 20 buah

jumlah lubang tiap cabang = 170 buah

Spesifikasi :

Fungsi : Hydro-chlorinasi methanol menjadi methyl chloride.

Type : Silinder tegak, tutup atas dan tutup bawah dished head

dilengkapi katalis, dan jaket pendingin.

Operasi : Continuous

Dimensi Shell :

Diameter Shell, inside = 7.5 ft

Tinggi Shell = 22.5 ft

Perancangan Alat Utama

VI-13

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Dimensi tutup :

Tebal tutup atas ( dished ) = 3/8 in

Tinggi tutup atas = 1,01 ft

Tebal tutup bawah ( dished ) = 3/8 in

Tinggi tutup bawah = 1,01 ft

Bahan konstruksi = Carbon steel SA - 283 grade C brownel :

253 )

Jumlah reaktor = 1 buah

Sistem pendingin :

Diameter jaket = 7,57 ft

Tinggi jaket = 20,0 ft

Jacet spacing = 3/16 in

Tebal jaket = 1/4 in

Katalis :

Jenis katalis = Alumina powder ( AI2O3 99% )

Ukuran katalis = 12 mesh

Tinggi katalis = 16,7 ft

Berat katalis = 77119 kg

Sistem sparger :

Type = Standard Perforated Pipe

Bahan konstruksi = commercial steel

Diameter = 3,35 mm

Perancangan Alat Utama

VI-14

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Instrumen dan Keselamatan Kerja VII - 1

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

BAB VII

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

VII.1. Instrumentasi

Dalam rangka pengoperasian pabrik, pemasangan alat-alat instrumentasi sangat dibutuhkan dalam memperoleh hasil produksi yang optimal. Pemasangan alat-alat instrumentasi disini bertujuan sebagai pengontrol jalannya proses produksi dari peralatan-peralatan pada awal sampai akhir produksi. dimana dengan alat instrumentasi tersebut, kegiatan maupun aktifitas tiap-tiap unit dapat tercatat kondisi operasinya sehingga sesuai dengan kondisi operasi yang dikehendaki, serta mampu memberikan tanda-tanda apabila terjadi penyimpangan selama proses produksi berlangsung.

Pada uraian diatas dapat disederhanakan bahwa dengan adanya alat instrumentasi maka :

1. Proses produksi dapat berjalan sesuai dengan kondisi-kondisi yang telah ditentukan sehingga diperoleh hasil yang optimum.

2. Proses produksi berjalan sesuai dengan efisiensi yang telah

ditentukan dan kondisi proses tetap terjaga pada kondisi yang sama.

3. Membantu mempermudah pengoperasian alat.

Instrumen dan Keselamatan Kerja VII - 2

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

segera diketahui sehingga dapat ditangani dengan segera.

Adapun variabel proses yang diukur dibagi menjadi 3 bagian, yaitu :

1. Variabel yang berhubungan dengan energi, seperti temperatur, tekanan, dan radiasi.

2. Variabel yang berhubungan dengan kuantitas dan laju, seperti pada kecepatan aliran fluida, ketinggian liquid dan ketebalan.

3. Variabel yang berhubungan dengan karakteristik fisika dan kimia, seperti densitas, kandungan air.

Yang harus diperhatikan didalam pemilihan alat instrumentasi adalah :

- Level, Range dan Fungsi dari alat instrumentasi.

- Akurasi hasil pengukuran.

- Bahan konstruksi material.

- Pengaruh yang ditimbulkan terhadap kondisi operasi proses yang berlangsung.

- Mudah diperoleh di pasaran.

- Mudah dipergunakan dan mudah diperbaiki jika rusak.

Instrumentasi yang ada dipasaran dapat dibedakan dari jenis pengoperasian alat instrumentasi tersebut, yaitu alat instrumentasi manual atau otomatis. Pada dasarnya alat-alat kontrol yang otomatis lebih disukai dikarenakan pengontrolannya tidak terlalu sulit, kontinyu, dan efektif, sehingga menghemat

Instrumen dan Keselamatan Kerja VII - 3

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

tenaga kerja dan waktu. Akan tetapi mengingat faktor-faktor ekonomis dan investasi modal yang ditanamkan pada alat instrumentasi berjenis otomatis ini, maka pada perencanaan pabrik ini sedianya akan menggunakan kedua jenis alat instrumentasi tersebut.

Adapun fungsi utama dari alat instrumentasi otomatis adalah :

- Melakukan pengukuran.

- Sebagai pembanding hasil pengukuran dengan kondisi yang ditentukan. - Melakukan perhitungan.

- Melakukan koreksi.

Alat instrumentasi otomatis ini dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu :

1. Sensing / Primary Element / Sensor.

Alat kontrol ini langsung merasakan adanya perubahan pada variabel yang diukur, misalnya temperatur. Primary Element merubah energi yang dirasakan dari media yang sedang dikontrol menjadi sinyal yang bisa dibaca (misalnya dengan tekanan fluida).

2. Recieving Element / Elemen Pengontrol.

Alat kontrol ini akan mengevaluasi sinyal yang didapat dari sensing element dan diubah menjadi data yang bisa dibaca (perubahan data analog menjadi digital), digambarkan dan dibaca oleh error

Instrumen dan Keselamatan Kerja VII - 4

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

detector. Dengan demikian sumber energi bisa diatur sesuai dengan perubahan-perubahan yang terjadi.

3. Transmitting Element.

Alat kontrol ini berfungsi sebagai pembawa sinyal dari sensing element ke receiving element. Alat kontrol ini mempunyai fungsi untuk merubah data bersifat analog (tidak terlihat) menjadi data digital (dapat dibaca).

Disamping ketiga jenis tersebut, masih terdapat peralatan pelengkap yang lain, yaitu : Error Detector Element, alat ini akan membandingkan besarnya harga terukur pada variabel yang dikontrol dengan harga yang diinginkan dan apabila terdapat perbedaan alat ini akan mengirimkan sinyal error. Amplifier akan digunakan sebagai penguat sinyal yang dihasilkan oleh error detector jika sinyal yang dikeluarkan lemah. Motor Operator Sinyal Error yang dihasilkan harus diubah sesuai dengan kondisi yang diinginkan, yaitu dengan penambahan variabel manipulasi. Kebanyakan sistem kontrol memerlukan operator atau motor untuk menjalankan Final Control Element. Final Control Element adalah untuk mengoreksi harga variabel manipulasi.

Macam instrumentasi pada suatu perencanaan pabrik misalnya :

1. Flow Control ( F C )

Mengontrol aliran setelah keluar suatu alat.

Instrumen dan Keselamatan Kerja VII - 5

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Mengontrol ratio aliran yang bercabang.

3. Level Control ( L C )

Mengontrol ketinggian liquid didalam tangki

4. Weight Control ( W C )

Mengontrol berat solid yang dikeluarkan dari tangki

5. Pressure Control ( P C )

Mengontrol tekanan pada suatu aliran / alat

6. Temperature Control ( T C )

Mengontrol suhu pada suatu aliran / alat

Tabel VII.1. Instrumentasi pada pabrik

N0 NAMA ALAT INSTRUMENTASI

1 TANGKI PENAMPUNG LI ; PI

2 POMPA FC ; LC

3 REAKTOR TC ; PC

4 HEAT EXCHANGER TC

5 DISTILASI PC , LC

Instrumen dan Keselamatan Kerja VII - 6

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

VII.2. Keselamatan Kerja

Keselamatan kerja atau safety factor adalah hal yang paling utama yang harus diperhatikan dalam merencanakan suatu pabrik, hal ini disebabkan karena:

- Dapat mencegah terjadinya kerusakan-kerusakan yang besar yang disebabkan oleh kebakaran atau hal lainnya baik terhadap karyawan maupun oleh peralatan itu sendiri.

- Terpeliharanya peralatan dengan baik sehingga dapat digunakan dalam waktu yang cukup lama. Bahaya yang dapat timbul pada suatu pabrik banyak sekali jenisnya, hal ini tergantung pada bahan yang akan diolah maupun tipe proses yang dikerjakan.

Secara umum bahaya-bahaya tersebut dapat dibagi dalam tiga kategori , yaitu :

1. Bahaya kebakaran.

2. Bahaya kecelakaan secara kimia.

3. Bahaya terhadap zat-zat kimia.

Untuk menghindari kecelakaan yang mungkin terjadi, berikut ini terdapat beberapa hal yang perlu mendapat perhatian pada setiap pabrik pada umumnya dan pada pabrik ini pada khususnya.

VII.2.1. Bahaya Kebakaran A. Penyebab kebakaran.

Instrumen dan Keselamatan Kerja VII - 7

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

- Adanya nyala terbuka (open flame) yang datang dari unit utilitas, workshop dan lain-lain.

- Adanya loncatan bunga api yang disebabkan karena korsleting aliran listrik seperti pada stop kontak, saklar serta instrument lainnya.

B. Pencegahan.

- Menempatkan unit utilitas dan unit pembangkitan cukup jauh dari lokasi proses yang dikerjakan.

- Menempatkan bahan yang mudah terbakar pada tempat yang terisolasi dan tertutup.

- Memasang kabel atau kawat listrik di tempat-tempat yang terlindung, jauh dari daerah yang panas yang memungkinkan terjadinya kebakaran.

- Sistem alarm hendaknya ditempatkan pada lokasi dimana tenaga kerja dengan cepat dapat mengetahui apabila terjadi kebakaran

C. Alat pencegah kebakaran.

- Instalasi permanen seperti fire hydrant system dan sprinkle otomatis.

- Pemakaian portable fire-extinguisher bagi daerah yang mudah dijangkau bila terjadi kebakaran. Jenis dan jumlahnya pada perencanaan pabrik ini dapat dilihat pada tabel VII.1.

- Untuk pabrik ini lebih disukai alat pemadam kebakaran tipe karbon dioksida. - Untuk bahan baku yang mengandung racun, maka perlu digunakan kantong-kantong udara atau alat pernafasan yang ditempatkan pada daerah-daerah strategis pada pabrik ini.

Instrumen dan Keselamatan Kerja VII - 8

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

Tabel VII.2. Jenis dan Jumlah Fire-Extinguisher.

NO. TEMPAT JENIS BERAT

SERBUK JARAK SEMPROT JUMLAH 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Pos Keamanan Kantor Daerah Proses Gudang Bengkel Unit Pembangkitan Laboratorium YA-10L YA-20L YA-20L YA-10L YA-10L YA-20L YA-20L 3.5 Kg 6.0 Kg 8.0 Kg 4.0 Kg 8.0 Kg 8.0 Kg 8.0 Kg 8 m 8 m 7 m 8 m 7 m 7 m 7 m 3 2 4 2 2 2 2

VII.2.2. Bahaya Kecelakaan

Karena kesalahan mekanik sering terjadi dikarenakan kelalaian pengerjaan maupun kesalahan konstruksi dan tidak mengikuti aturan yang berlaku. Bentuk kerusakan yang umum adalah karena korosi dan ledakan. Kejadian ini selain mengakibatkan kerugian yang besar karena dapat mengakibatkan cacat tubuh maupun hilangnya nyawa pekerja. Berbagai kemungkinan kecelakaan karena mekanik pada pabrik ini dan cara pencegahan dapat digunakan sebagai berikut :

Instrumen dan Keselamatan Kerja VII - 9

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

A. Vessel.

Kesalahan dalam perencanaan vessel dan tangki dapat mengakibatkan kerusakan fatal, cara pencegahannya :

- Menyeleksi dengan hati-hati bahan konstruksi yang sesuai, tahan korosi serta memakai corrosion allowance yang wajar. Untuk pabrik ini, semua bahan konstruksi yang umum dapat dipergunakan dengan pengecualian adanya seng dan tembaga. Bahan konstruksi yang biasanya dipakai untuk tangki penyimpan, perpipaan dan peralatan lainnya dalam pabrik ini adalah steel. Semua konstruksi harus sesuai dengan standar ASME (America Society Mechanical Engineering).

- Memperhatikan teknik pengelasan.

- Memakai level gauge yang otomatis.

- Penyediaan man-hole dan hand-hole ( bila memungkinkan ) yang memadai untuk inspeksi dan pemeliharaan. Disamping itu peralatan tersebut harus dapat diatur sehingga mudah untuk digunakan.

B. Heat Exchanger.

Kerusakan yang terjadi pada umumnya disebabkan karena kebocoran-kebocoran. Hal ini dapat dicegah dengan cara :

- Pada inlet dan outlet dipasang block valve untuk mencegah terjadinya thermal expansion.

Instrumen dan Keselamatan Kerja VII - 10

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

- Drainhole yang cukup harus disediakan untuk pemeliharaan.

- Pengecekan dan pengujian terhadap setiap ruangan fluida secara

sendiri-sendiri.

- Memakai heat exchanger yang cocok untuk ukuran tersebut. Disamping itu juga rate aliran harus benar-benar dijaga agar tidak terjadi perpindahan panas yang berlebihan sehingga terjadi perubahan fase didalam pipa.

C. Peralatan yang bergerak.

Peralatan yang bergerak apabila ditempatkan tidak hati-hati, maka akan menimbulkan bahaya bagi pekerja. Pencegahan bahaya ini dapat dilakukan dengan :

- Pemasangan penghalang untuk semua sambungan pipa.

- Adanya jarak yang cukup bagi peralatan untuk memperoleh

kebebasan ruang gerak.

D. Perpipaan.

Selain ditinjau dari segi ekonomisnya , perpipaan juga harus ditinjau dari segi keamanannya hal ini dikarenakan perpipaan yang kurang teratur dapat membahayakan pekerja terutama pada malam hari, seperti terbentur, tersandung dan sebagainya. Sambungan yang kurang baik dapat menimbulkan juga hal-hal yang tidak diinginkan seperti

Instrumen dan Keselamatan Kerja VII - 11

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

kebocoran-kebocoran bahan kimia yang berbahaya. Untuk

menghindari hal-hal tersebut, maka dapat dilakukan cara :

- Pemasangan pipa (untuk ukuran yang tidak besarhendaknya pada elevasi yang tinggi tidak didalam tanah, karena dapat menimbulkan kesulitan apabila terjadi kebocoran.

- Bahan konstruksi yang dipakai untuk perpipaan harus memakai bahan konstruksi dari steel.

- Sebelum dipakai, hendaknya diadakan pengecekan dan pengetesan terhadap kekuatan tekan dan kerusakan yang diakibatkan karena perubahan suhu, begitu juga harus dicegah terjadinya over stressing atau pondasi yang bergerak.

- Pemberian warna pada masing-masing pipa yang bersangkutan akan dapat memudahkan apabila terjadi kebocoran.

E. Listrik.

Kebakaran sering terjadi akibat kurang baiknya perencanaan instalasi listrik dan kecerobohan operator yang menanganinya. Sebagai usaha pencegahannya dapat dilakukan :

- Alat-alat listrik dibawah tanah sebaiknya diberi tanda seperti dengan cat warna pada penutupnya atau diberi isolasi berwarna.

Instrumen dan Keselamatan Kerja VII - 12

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

- Penerangan yang cukup pada semua bagian pabrik supaya operator tidak mengalami kesulitan dalam bekerja.

- Sebaiknya untuk penerangan juga disediakan oleh PLN meskipun kapasitas generator set mencukupi untuk penerangan dan proses.

- Penyediaan emergency power supplies tegangan tinggi.

- Meletakkan jalur-jalur kabel listrik pada posisi aman.

- Merawat peralatan listrik, kabel, starter, trafo dan lain sebagainya.

F. Isolasi.

Isolasi penting sekali terutama berpengaruh terhadap pada karyawan dari kepanasan yang dapat mengganggu kinerja para karyawan, oleh karena itu dilakukan :

- Pemakaian isolasi pada alat-alat yang menimbulkan panas seperti reaktor, exchanger, kolom distilasi dan lain-lain. Sehingga tidak mengganggu konsentrasi pekerjaan.

- Pemasangan isolasi pada kabel instrumen, kawat listrik dan perpipaan yang berada pada daerah yang panas , hal ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya kebakaran.

Instrumen dan Keselamatan Kerja VII - 13

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

G. Bangunan Pabrik.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan bangunan pabrik adalah :

- Bangunan-bangunan yang tinggi harus diberi penangkal petir dan jika tingginya melebihi 20 meter, maka harus diberi lampu suar (mercu suar).

- Sedikitnya harus ada dua jalan keluar dari dalam bangunan.

VII.2.3. Bahaya Karena Bahan Kimia

Banyak bahan kimia yang berbahaya bagi kesehatan. Biasanya para pekerja tidak mengetahui seberapa jauh bahaya yang dapat ditimbulkan oleh bahan kimia seperti bahan-bahan berupa gas yang tidak berbau atau tidak berwarna yang sangat sulit diketahui jika terjadi kebocoran. Untuk itu sering diberikan penjelasan pendahuluan bagi para pekerja agar mereka dapat mengetahui bahwa bahan kimia tersebut berbahaya.

Cara lainnya adalah memberikan tanda-tanda atau gambar-gambar pada daerah yang berbahaya atau pada alat-alat yang berbahaya, sehingga semua orang yang berada didekatnya dapat lebih waspada. Selain hal-hal tersebut diatas, usaha-usaha lain dalam menjaga keselamatan kerja dalam pabrik ini adalah memperhatikan hal-hal seperti:

Instrumen dan Keselamatan Kerja VII - 14

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hydro - Chlorinasi

1. Di dalam ruang produksi para pekerja dan para operator dilarang merokok.

2. Harus memakai sepatu karet dan tidak diperkenankan memakai sepatu yang alasnya mengandung logam.

3. Untuk pekerja lapangan maupun pekerja proses dan semua orang yang memasuki daerah proses diharuskan mengenakan topi pengaman agar terlindung dari kemungkinan kejatuhan barang-barang dari atas.

4. Karena sifat alami dari steam yang sangat berbahaya, maka harus disediakan kacamata tahan uap, masker penutup wajah dan sarung tangan yang harus dikenakan.

UTILITAS

Dalam sebuah pabrik, utilitas merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan mengingat saling berhubungan antara proses industri dengan kebutuhan utilitas untuk proses tersebut. Dalam hal ini, utilitas dari suatu pabrik terdiri atas :

1. Unit Pengolahan Air

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan air pendingin, air proses, air sanitasi dan air pengisi boiler.

2. Unit Pembangkitan Steam

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan steam pada proses evaporasi, pemanasan dan supply pembangkitan tenaga listrik.

3. Unit Pembangkitan Tenaga Listrik

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan listrik bagi alat-alat , bangunan, jalan raya, dan lain sebagainya.

4. Unit Bahan Bakar

Unit ini berfungsi sebagai penyedia kebutuhan bahan bakar bagi alat-alat, generator , boiler, dan sebagainya.

5. Unit Pengolahan Limbah

Unit ini berfungsi sebagai pengolahan limbah pabrik baik limbah cair, padat, maupun gas dari proses pabrik.

Sistem Pengolahan Air

Air adalah suatu zat yang banyak terdapat dialam bebas. Sesuai dengan tempat sumber air tersebut berasal, air mempunyai fungsi yang berlainan, dengan karakteristik yang ada. Air banyak sekali diperlukan didalam kehidupan, baik secara langsung maupun tidak langsung.

Didalam pabrik ini , dibedakan menjadi 2 bagian utama dalam sistem pengolahan air. Bagian pertama adalah unit pengolahan air sebagai unit penyedia

Diskusi dan Kesimpulan II - 1

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hidro - Chlorinasi

BAB XII

DISKUSI DAN KESIMPULAN

XII.1. Diskusi

Untuk menilai sampai mana kelayakan Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride ini, maka perlu ditinjau beberapa hal sebagai berikut :

1. Bahan Baku

2. Teknik dan Peralatan

Secara teknik Pra Rencana Pabrik ini digunakan banyak peralatan yang umum dipakai dalam industri kimia, mudah didapat dan tidak terlalu rumit dalam perancangan dan pengoperasiannya

3. Lokasi Pabrik

Pemilihan lokasi dalam Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride ini adalah Manyar, Gresik, Jawa Timur. Dengan mempertimbangkan faktor-faktor bahan baku, daerah pemasaran, daerah persediaan tower dan bahan bakar, persediaan air, iklim, cuaca, dan sarana transportasi seperti yang sudah dibahas di BAB IX.

4. Ekonomi

Faktor ekonomi merupakan faktor dominan yang perlu dipertimbangkan dalam pendirian suatu pabrik. Beberapa indikasi ekonomi yang dapat dipakai untuk menilai kelayakan Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride ini adalah :

Diskusi dan Kesimpulan II - 2

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hidro - Chlorinasi

a. Rate of Equity (ROE)

b. Internal Rate of Return (IRR)

c. Pay Out Time (POT)

d. Break Event Point (BEP)

Metode yang dipakai dalam menganalisa Pra Rencana Pabrik Karbon Aktif ini adalah Metode Discounted Cash Flow, karena cara ini lebih akurat dan mendekati kebenaran dimana setiap nilai modal diproyeksikan ke dalam nilai sekarang dengan memperhatikan perubahan-perubahan variable-variabel ekonomis seperti yang di bahas pada BAB XI

2. Kesimpulan

Dari penjelasan dan perhitungan yang telah dilakukan pada bab-bab sebelumnya dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

 Sistem operasi : Continue

 Lama operasi : 330 hari/tahun

 Kapasitas produksi : 35.000 ton/tahun

 Bahan baku

 Methanol : 1.016,4730 kg/jam

 HCl : 1.101,4438 kg/jam

Diskusi dan Kesimpulan II - 3

Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride dari Methanol dan Hydrogen Chloride dengan proses Hidro - Chlorinasi

 Utilitas

 Air : 216,907 m3/hari

 Bahan bakar : 317,7279 liter/jam

 Listrik : 971,9536 kwh

 Lokasi pabrik : Manyar, Gresik, Jawa Timur .

 Luas pabrik : 20.000 m2

 Jumlah tenaga kerja : 162 orang

 Analisa ekonomi

 ROE : 34.032%

 IRR : 22,37%

 POT : 3,7 tahun

 BEP : 32.67 %

 Pembiayaan

 FCI : Rp. 38.790.448.097

 WCI : Rp. 29.374.712.284

 TCI : Rp. 68.165.160.381

Hasil penjualan produk per tahun : Rp. Rp 223.085.844.486

Dari uraian di atas baik ditinjau dari segi teknik maupun ekonomis, Pra Rencana Pabrik Methyl Chloride ini layak didirikan.

1

DAFTAR PUSTAKA

American Socity of Civil Engineers, 1990, “Water Treatment Plant Design”, 2ed ; America Water Works Association, McGraw-Hill Book Co., NY.

Austin G.A., “ Shreve’s Chemical Process Industried “ , 5TH edition , Mc. Graw Hill Book Company, Inc, New York, 1960.

Badger , W.L. and Banchero , J.T. , 1955 , ”Introduction to Chemical

Engineering” , Int ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , N.Y.

Brady,G.S. , “Material Handbook ” ; 10 ed, John Wiley & Sons Inc. ; New York. Biro Pusat Statistik , “Export –Import Sektor Industri”

Brownell,L., E. Young, 1959,“Process Equipment Design”, John Wiley & Sons

Inc. ,N.Y.

Faith, W.L, Keyes, D.B & Clark, R.L, 1960, “Industrial Chemical”, 4th ed. John Wiley & Sons, Inc, New York.

Foust, A.S.,1960,”Principles of Unit Operations”,2ed,John Wiley & Sons, N.Y.

Geankoplis, C.J. , 1983 , ”Transport Processes and Unit Operations” , 2ed , Allyn and Bacon Inc. , Boston.

Harriot, P , 1964 , ” Process Control” , TMH ed , McGraw Hill Book Company

Inc. , New Delhi

Hawley,G. Gessner, 1981, “The Condensed Chemical Dictionary” , 10ed Van Nostrand Renhold Company, New York.

Hesse,H.C. , 1962 , “Proses Equipment Design” , 8th prnt , Van Nostrand Reinhold Company Inc. , New Jersey

Himmelblau, D.M. , 1989 , “Basic Principles and Calculations in Chemical

Engineering” , 5 ed , Prentice-Hall International , Singapore

Hougen, O.A. , Watson, K.M. , 1954, “ Chemical Process Principles “ , part 1 ,

2nd ed. , John Wiley & Sons Inc,New York

Hugot,E , 1972, “Handbook Of Cane Sugar Engineering” , 2ed p. 490 , Elsevier Publishing Company, Amsterdam.

2

James, H.C. , 1987 ; “Phosphate Manual “; Greenwich Connecticut; USA

Johnstone, S.I. ,1961, “Minerals for The Chemical & Allied Industries”, 2 ed ,

John Wiley & Son , New York.

Joshi,M.V. , 1981 , “Process Equipment Design” , McGraw Hill Indian Ltd

Kent , J.A. , 1983 , “Riegel’s Handbook of Industrial Chemistry “ , 8 ed , Van

Nostrand Reinhold Company Inc. , New York.

Kern, D.Q. , 1965 , ”Process Heat Transfer” , Int ed , McGraw Hill Book Company Inc. , N.Y.

Koppel, L , 1965 , ”Process Systems Analysis and Control” , Int ed , McGraw Hill

Book Company Inc. , New York.

Lamb J.C., 1985 , “Water Quality And Its Control” , John Wiley & Sons

Inc, New York.

Levenspiel,O , 1962 , “Chemical Engineering Reaction” , 2 ed , John Wiley &

Sons Inc,N.Y.

Ludwig, 1977 , “Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants”

, Vol 1-2 , 2nd ed , Gulf Publishing Co., Houston, Texas.

Maron, Lando , 1974 , ”Fundamentals of Physical Chemistry” , Int ed ,

Macmillan Publishing Co. Inc. , New York.

McCabe,W.L. , 1956 , “Unit Operation of Chemical Engineering” , McGraw-Hill Book Company Inc. , Tokyo

McKetta ,Cunningham, W.A., “Encyclopedia Of Chemical Proccessing And

Design ”,Vol 14 , Marcell Dekker Inc. New York.

Othmer ,Kirk. , “ Encyclopedia of Chemical Technology vol. 23” , 3ed

McGraw-Hill Book Company Inc. , New York

Perry, Chilton , 1973 , ” Perry’s Chemical Engineer’s Handbook” , 5ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , Singapore.

Perry, Chilton , 1984 , ” Perry’s Chemical Engineer’s Handbook” , 6ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , Singapore.

Perry, Chilton , 1999 , ”Perry’s Chemical Engineer’s Handbook” , 7ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , N.Y.

3

Petter ,M.S, Timmerhaus,K.D., 1959 , “Plant Design and Economi for Chemical

Engineering” , 4th

ed., McGraw-Hill Book Company Inc. , N.Y.

Rase , H.F. , 1957 , “Project Engineering of Process Plant” , John Wiley & Sons

Inc,N.Y.

Sherwood, T , 1977 , ”The Properties of Gasses and Liquid” , 3th ed ,McGraw-Hill Book Company Inc. , Singapore.

Severn, WH , 1954 , “Steam, Air and Gas Power” , Modern Engineering Asia

Edition , John Wiley & Sons Inc,N.Y.

Sugiharto, 1987 , “Dasar-Dasar Pengelolaan Air Limbah” ,cetakan pertama Universitas Indonesia Press, Jakarta.

Syamsuddin , 1994 , “Manajemen Keuangan Perusahan” , 2 ed , Raja Grafindo

Persada , PT , Jakarta

Treybal, R.E. , 1981 , ”Mass Transfer Operations” , 3 ed , McGraw-Hill Book Company Inc. , N.Y..

Ulrich, G.D. , 1984 , “A Guide to Chemical Engineering Process Design and

Economics” , John Wiley & Sons Inc,N.Y.

Underwood A.L., 1980 , “Quantitative Analysis” , 4 ed , Prentice Hall Inc,

London.

Van Ness, H.C.,Smith J.M., 1987 , “Introduction to Chemical Engineering

Thermodynamics” , 5 ed , McGraw-Hill Book Company, Singapore.

Van Winkle, M. , 1967 , “Distillation” , McGraw-Hill Book Company, NY.

Wesley W.E., 1989 , “Industrial Water Pollution Control” , 2 ed, McGraw-Hill Book Company, Singapore.

Wolfgang Gerharts,1984 , “Ullmann’s Ecyclopedia of Industrial Chemistry”,5ed , Competely Revised Edition , VCH.

Internet :

http://www.curryhydrocarbons.ca : CE Plant Cost Index on-line, Desamber 2012