Prarancangan pabrik allyl chloride dari propylene dan chlorine kapasitas 10.000 ton/tahun ika

BAB VI Analisa Ekonomi

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK ALLYL CHLORIDE DARI PROPYLENE DAN CHLORINE

KAPASITAS 10.000 TON/TAHUN

Disusun Oleh :

1. Ike Widyawati Riyaningrum NIM. I0501026

2. Ricky Aryanto Wijaya NIM. I0501038

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

BAB VI Analisa Ekonomi

Tugas Akhir

Prarancangan Pabrik Allyl Chloride dari Propylene dan Chlorin Kapasitas 10.000 Ton/tahun

oleh :

1. IKE WIDYAWATI RIYANINGRUM I0501026

2. RICKY ARYANTO WIJAYA I0501038

Dosen pembimbing

Ir. Endah Retno D., M.T. NIP. 132 258 055

Dipertahankan di depan Tim Penguji :

1. Ir. Endang Mastuti 1. ... NIP. 130 786 657

2. YC. Danarto, S.T., M.T. 2. ... NIP. 132 282 192

BAB VI Analisa Ekonomi Mengetahui

DAFTAR ISI

Halaman Judul i

Lembar Pengesahan ii

Motto dan Persembahan iii

Kata Pengantar vi

Daftar Isi viii

Daftar Tabel x

Daftar Gambar xii

Intisari xiii

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik 1

a.n. Dekan Fakultas Teknik Pembantu Dekan I

Ir. Paryanto, M.S. NIP. 131 569 244

Ketua Jurusan Teknik Kimia

Ir. Nunik Sri Wahjuni, M.Si. NIP. 131 569 187

BAB VI Analisa Ekonomi

1.2. Penentuan Kapasitas Rancangan Pabrik 2

1.3. Penentuan Lokasi Pabrik 4

1.4. Tinjauan Pustaka 6

BAB II DESKRIPSI PROSES 2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk 11

2.2. Konsep Proses 12

2.3. Diagram Alir Proses 21

2.4. Neraca Massa dan Neraca Panas 24

2.4. Lay Out Pabrik dan Peralatan 28

BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES 36

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM 4.1. Unit Pendukung Proses 67

4.2. Laboratorium 79

BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN 5.1. Bentuk Perusahaan 82

5.2. Struktur Organisasi 83

5.3. Tugas dan Wewenang 85

5.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan 91

BAB VI Analisa Ekonomi 5.6. Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji 94

5.7. Kesejahteraan Karyawan 97

BAB VI ANALISA EKONOMI

6.1. Penaksiran Harga Peralatan 104

6.2. Penentuan Total Capital Investment (TCI) 106

6.3. Biaya Produksi Total 108

6.4. Keuntungan (profit) 110

6.5. Analisa kelayakan 110

Daftar Pustaka xiv

Lampiran

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1. Data Impor Allyl Chloride 2 Tabel 2.1 Harga ΔG

o

f masing-masing komponen 17

Tabel 2.2 Neraca Massa Total 24

Tabel 2.3 Neraca Massa Reaktor 24

BAB VI Analisa Ekonomi

Tabel 2.5 Neraca Massa MD-02 25

Tabel 2.6 Neraca Massa MD-03 26

Tabel 2.7 Neraca Massa A-01 26

Tabel 2.8 Neraca Panas Reaktor 27

Tabel 2.9 Neraca Panas MD-01 27

Tabel 2.10 Neraca Panas MD-02 27

Tabel 2.11 Neraca Panas MD-03 28

Tabel 2.12 Neraca Panas A-01 28 Tabel 5.1. Jadwal Pembagian Kelompok Shift 93 Tabel 5.2. Penggolongan Jabatan Dalam Suatu Perusahaan 94 Tabel 5.3. Jumlah Karyawan Sesuai Dengan Jabatannya 95 Tabel 5.4. Perincian Golongan dan Gaji Pegawai 97

Tabel 6.1. Indeks Harga Alat 105

Tabel 6.2. Fixed Capital Investment 106

Tabel 6.3. Modal Kerja 107

Tabel 6.4. Direct Manufacturing Cost 108 Tabel 6.5. Indirect Manufacturing Cost 108 Tabel 6.6. Fixed Manufacturing Cost 109

BAB VI Analisa Ekonomi

Tabel 6.8 Analisa Kelayakan Ekonomi 111

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Grafik Impor Allyl Chloride Indonesia 3 Gambar 2.1. Diagram Alir Kualitatif 31 Gambar 2.2. Diagram Alir Kuantitatif 32 Gambar 2.3. Diagram Alir Proses 33

Gambar 2.4. Lay Out pabrik 34

Gambar 2.5. Lay Out peralatan Proses 35 Gambar 4.1. Skema Pengolahan Air 75 Gambar 5.1. Struktur Organisasi Pabrik Allyl Chloride 99

Gambar 6.1. Grafik Analisa Kelayakan 112

INTISARI

Ricky Aryanto & Ike Widyawati, 2007, Prarancangan Pabrik Allyl Chloride Dari Propylene dan Chlorine Kapasitas 10.000 ton/tahun, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

Prarancangan pabrik allyl chloride ini dimaksudkan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri yang semakin bertambah. Allyl chloride banyak digunakan pada industri pembuatan epichlorohydrin yang digunakan

BAB VI Analisa Ekonomi

sebagai dasar epoxy resins. Selain itu allyl chloride juga berperan dalam pembuatan gliserol sintetis. Bahan baku yang digunakan adalah propylene dan chlorine.

Allyl chloride dibuat dengan proses klorinasi propylene dengan bantuan katalis FeCl3 pada suhu 500 oC dan tekanan 10 atm di dalam suatu reaktor fixed bed multitube dengan kondisi isotermal non adiabatik. Reaksi yang terjadi bersifat eksotermis, sehingga untuk mempertahankan suhu ditambahkan pendingin jenis Dowtherm ATM.

Pabrik allyl chloride ini dirancang dengan kapasitas 10.000 ton/tahun. Bahan baku yang dibutuhkan adalah propylene dengan kemurnian 99,5% berat sebanyak 6.824,9982 ton/tahun dengan impuritas propane, dan chlorine dengan kemurnian 99,7% berat sebanyak 11.755,8548 ton/tahun dengan impuritas asam klorida. Produk yang dihasilkan memiliki kemurnian 99% berat dengan pengotor adalah hasil reaksi samping, yaitu 2-chloropropene dan dichloropropene. Selain itu dihasilkan pula hasil samping berupa HCl yang dijual sebagai produk samping.

Kebutuhan utilitas meliputi air sebanyak 3.756,0547 m3/jam, steam sebanyak 130.042,0319 kg/jam, bahan bakar (solar) sebanyak 7.280,4663 L/jam dan kebutuhan listrik sebesar 278,0423 kW.

Lokasi pabrik direncanakan di Cilegon, Banten, dan dibangun di atas tanah dengan luas 25.000 m2. Pabrik beroperasi selama 24 jam per hari dan 330 hari per tahun. Jumlah kebutuhan tenaga kerja sebanyak 257 orang.

Pabrik direncanakan mulai beroperasi pada tahun 2010. Modal tetap pabrik sebesar Rp 68.224.192.666, sedangkan modal kerjanya sebesar Rp 37.907.597.863. Biaya produksi total per tahun adalah sebesar Rp.

77.260.323.340. Evaluasi ekonomi menunjukkan bahwa Percent Return On

Investment (ROI) sebelum pajak 43,08 %, sesudah pajak 34,46 %, Pay Out Time (POT) sebelum pajak 1,88 tahun, sesudah pajak 2,25 tahun, Break Event Point (BEP) 44,72 %, Shut Down Point (SDP) 27,07 % dan Discounted Cash Flow (DCF) 26,82 %.

Dari hasil evaluasi ekonomi tersebut, pabrik allyl chloride dari propylene dan chlorine dengan kapasitas 10.000 ton / tahun cukup menarik untuk dipertimbangkan pendiriannya di Indonesia.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan yang Maha Kuasa, hanya karena rahmat dan penyertaan-Nya, penulis akhirnya dapat

menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Allyl Chloride dari Propylene dan

Chlorine dengan 10.000 ton/tahun”. Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan baik berupa

dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena itu sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima

BAB VI Analisa Ekonomi

1. Ibu Ir. Nunik Sri Wahjuni, M.Si., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ibu Ir. Endah Retno D, M.T., selaku Dosen Pembimbing atas bimbingan dan bantuannya dalam penulisan tugas

akhir.

3. Bp. Bregas Siswahjono TS, S.T, M.T selaku Pembimbing Akademik, atas bimbingan dan arahannya.

4. Seluruh staf dosen Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret atas bimbingan dan

bantuannya selama penulis menempuh pendidikan.

5. Bapak, Ibu dan seluruh keluarga untuk doa, dorongan material dan non material kepada penulis.

6. Teman-teman mahasiswa dan seluruh civitas akademika Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas

Sebelas Maret yang telah memberikan banyak bantuan selama penyusunan tugas akhir ini.

7. Seluruh Staf Administrasi Jurusan Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta terima kasih untuk

kemudahan birokrasinya.

8. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis membuka

diri terhadap segala saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan

pembaca sekalian.

Surakarta, Januari 2007

Penulis

BAB I

PENDAHULUAN

BAB VI Analisa Ekonomi

Perkembangan industri di Indonesia, khususnya industri kimia mengalami perkembangan yang cukup pesat.

Perkembangan yang cukup pesat ini dapat dilihat dari meningkatnya jenis bahan kimia yang diproduksi dan kuantitasnya.

Dengan peningkatan ini, berarti meningkat pula kebutuhan bahan baku dan bahan penunjang produksinya.

Allyl chloride atau 3-chloropropene, dengan rumus molekul C3H5Cl merupakan senyawa chlorohidrocarbon

yang berupa cairan tak berwarna, berbau tajam dan menyengat, larut dalam alkohol, chloroform, ether, aseton, benzene,

carbontetrachloride, heptane, serta toluene. Dalam industri kimia, allylchloride merupakan bahan intermediate. Allyl

chloride sangat penting dalam pembuatan epichlorohydrin, dan glycerin. Allylchloride merupakan produk yang dihasilkan

dari proses chlorinationpropylene pada suhu tinggi, cukup potensial untuk dikembangkan di Indonesia mengingat semakin

banyak industri yang menggunakannya. Hingga saat ini di Indonesia belum didirikan pabrik yang memproduksi allyl

chloride, kebutuhan di Indonesia masih dipenuhi dari import.

Dengan semakin meningkatnya perkembangan industri kimia di Indonesia maka permintaan akan allylchloride

pada tahun-tahun mendatang diperkirakan juga akan mengalami peningkatan. Oleh karena itu pabrik allylchloride perlu

didirikan di Indonesia dengan pertimbangan sebagai berikut :

· Dapat menghemat devisa negara, dengan adanya pabrik allyl chloride di dalam negeri maka impor dapat

dikurangi dan jika berlebih bisa untuk ekspor.

· Proses alih teknologi, dengan adanya industri dengan teknologi tinggi diharapkan tenaga kerja Indonesia

dapat meningkatkan pengetahuan, kemampuan dan ketrampilannya sehingga dapat mengurangi

ketergantungan kepada tenaga kerja asing.

· Membuka lapangan kerja kepada penduduk di sekitar wilayah industri yang akan didirikan.

BAB VI Analisa Ekonomi

Permintaan allyl chloride di Indonesia dalam empat tahun terakhir relatif tidak konstan tergantung kebutuhan pabrik di Indonesia. Kebutuhan tersebut dapat dilihat dalam tabel di bawah ini :

Tabel 1.1 Impor Allyl chloride

Tahun ton / tahun

1997 1998 1999 2000 1.665,956 2.094,257 4.633,791 5.044,071

(Sumber. BPS 2000)

Dari tabel di atas diperoleh persamaan garis lurus antara data tahun sebagai sumbu x dan data impor sebagai

sumbu y yaitu :

y = 633,6938x – 1.2631E-06

Grafik Import Allyl Chloride Indonesia

y = 553,6938x - 1,1034E+06

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Tahun K ap as it as ( to n )

BAB VI Analisa Ekonomi

Gambar 1.1. Grafik Impor Allyl chloride Indonesia

Kapasitas pabrik yang akan didirikan harus berada di atas kapasitas atau sama dengan kebutuhan impor

maksimum. Berdasarkan hasil regresi di atas pada tahun 2010 perkiraan kebutuhan allylchloride di Indonesia mencapai

9.526,9965 ton/tahun.

Pabrik allylchloride yang sudah berproduksi salah satunya adalah Beaumont Texas dengan kapasitas produksi

10.000 ton/tahun. Oleh karena itu berdasarkan data di atas maka ditentukan kapasitas pabrik allyl chloride yang akan

didirikan adalah 10.000 ton/tahun.

1.3 Penentuan Lokasi Pabrik

Lokasi pabrik dapat mempengaruhi kedudukan pabrik dalam persaingan maupun penentuan kelangsungan

produksinya. Pemilihan lokasi pabrik yang tepat, ekonomis dan menguntungkan dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :

1. Faktor primer

- letak pabrik terhadap pasar

- letak pabrik terhadap bahan baku

- transportasi

- tersedianya tenaga kerja

- tersedianya sumber air dan tenaga

2. Faktor sekunder

- harga tanah dan gedung

- kemungkinan perluasan pabrik

BAB VI Analisa Ekonomi

- peraturan daerah setempat

- keadaan masyarakat setempat

- iklim

- keadaan tanah

Dengan pertimbangan-pertimbangan hal tersebut di atas maka lokasi pabrik direncanakan didirikan di daerah

Cilegon, Provinsi Banten.

Alasan pemilihan lokasi tersebut antara lain :

1. Ketersediaan bahan baku

Bahan baku propylene didapat dari PT. Chandra Asri PetrochemicalCentre, Cilegon. Sedangkan bahan baku

chlorine didapat dari PT. Assahimas Subentra Chemical, Cilegon.

2. Daerah pemasaran

Cilegon merupakan kawasan industri, sebagai bahan intermediate banyak dibutuhkan pada kawasan industri.

3. Kebutuhan air dapat terpenuhi

Kebutuhan air dipenuhi oleh industri penyedia air PT. Krakatau Tirta Indonesia, yang terletak dekat dengan

lokasi pabrik.

4. Sumber tenaga

Kebutuhan listrik didapatkan dari PLN unit PLTU Suralaya dan generator sebagai cadangan apabila listrik

dari PLN mengalami gangguan.

BAB VI Analisa Ekonomi

Pajak, karakter tanah, pengolahan limbah, perlindungan terhadap banjir dan pengadaan energi telah

diperhitungkan dan tersedia.

Investasi akan mendapat dukungan dari pemerintah daerah, karena otonomi daerah dan Banten sebagai

provinsi baru.

6. Keadaan lingkungan masyarakat

Masyarakat sudah terbiasa dengan lingkungan industri sehingga dapat beradaptasi.

1.4. Tinjauan pustaka

1.4.1. Macam-macam proses

Ada 3 proses dalam pembuatan allylchloride, yaitu :

1. Chlorinasipropylene pada suhu tinggi.

Cara ini merupakan cara yang sering digunakan pada pembuatan allylchloride secara komersial.

Reaksi yang terjadi adalah substitusi Cl dengan atom H pada propylene.

Reaksi utama

C3H6 + Cl2 C3H5Cl + HCl

allylchloride

Reaksi samping

C3H6 + Cl2 C3H5Cl + HCl

2-chloropropene

C3H6 + 2 Cl2 C3H5Cl2 + 2 HCl

dichloropropene

Proses ini terjadi pada reaktor fixed bed pada suhu 440-520˚C tekanan 1000-1400 kPa.

(www.che.cemr.wvu.edu)

BAB VI Analisa Ekonomi

Cara ini dilakukan dengan cara klorinasi 1,2-dichloropropane pada suhu 500-600 oC. Hasil samping yang

terjadi antara lain 1-chloropropene dan 2-chloropropene. Dari proses ini diperoleh selektivitas allylchloride

yang rendah yaitu 50-60%.

(Kirk Othmer, hal 59)

3. Oxychlorinasi

Yang dimaksud dengan oxychlorinasi yaitu pembuatan allylchloride dengan cara mereaksikan propylene

dengan HCl dan O2.

(Kirk Othmer, hal 59)

Pada perancangan ini dipilih proses pertama yaitu chlorinasi propylene pada suhu tinggi. Hal ini disebabkan

karena selektivitas yang diperoleh tinggi, proses lebih sederhana, serta sudah banyak berdiri industri komersial

allyl chloride dengan cara ini di luar negeri.

1.4.2. Kegunaan produk

Dalam industri kimia, allyl chloride merupakan bahan intermediate. Allyl chloride sangat penting dalam

pembuatan epichlorohydryn, yang digunakan sebagai dasar pembuatan epoxy resins, dan juga berperan dalam

pembuatan glycerol sintetis. Selain itu allyl chloride juga berperan sebagai starting material untuk allyl ether

dari phenol, bisphenol A, dan novolak phenolic resins. Allyl chloride juga digunakan dalam pembuatan sodium

allyl sulfonat, poly-allyl chloride, serta katalis Ziegler.

(Kirik Othmer, hal 67)

1.4.3. Sifat-sifat fisik dan kimia bahan baku dan produk

a. Bahan baku

1. Propylene

BAB VI Analisa Ekonomi § bentuk @ 25

o

C, 1 atm : gas

§ rumus molekul : C3H6

§ berat molekul (gr/grmol) : 42,081

§ titik didih, K : 225,43

§ temperatur kritis, K : 364,76

§ tekanan kritis, bar : 46,13

§ densitas @ 25˚C, gr/ml : 0,5043

§ impuritas : C3H8 (propana)

2. Chlorine

§ bentuk @ 25

o

C, 1 atm : gas

§ rumus molekul : Cl2

§ berat molekul (gr/grmol) : 70,905

§ titik didih, K : 239,12

§ temperatur kritis, K : 417,15

§ tekanan kritis, bar : 47,1

§ densitas @ 25˚C, gr/ml : 1,3976

§ impuritas : HCl (asam klorida)

b. Bahan pembantu

1. Ferri chloride (sebagai katalis ):

§ bentuk : pellet

§ bulk density, kg/l : 2,0

§ ukuran , diameter, mm : 3,0

BAB VI Analisa Ekonomi c. Produk

1. AllylChloride

Sifat fisik allylchloride:

§ bentuk @ 25

o

C, 1 atm : cair

§ rumus molekul : C3H5Cl

§ berat molekul (gr/grmol) : 76,525

§ titik didih, K : 318,11

§ temperatur kritis, K : 514,15

§ tekanan kritis, bar : 47,1

§ densitas @ 25˚C, gr/ml : 0,9308

2. Asam klorida

Sifat fisik asam klorida :

§ bentuk @ 25

o

C, 1 atm : gas

§ rumus molekul : HCl

§ berat molekul (gr/grmol) : 36,461

§ titik didih, K : 188,15

§ temperatur kritis, K : 324,65

§ tekanan kritis, atm : 83,09

§ densitas @ 25˚C, gr/ml : 0,7961 1.4.4. Tinjauan proses secara umum

BAB VI Analisa Ekonomi

Allylchloride dihasilkan dari proses chlorinasipropylene dengan bantuan katalis ferri chloride. Reaksi ini

mempunyai konversi 100% terhadap gas chlorine sebagai reaktan pembatas, dengan propylene berlebih 100%. Pada reaksi

ini juga terbentuk 2-chloropropene dan dichloropropene. Selekivitas reaksi terbentuknya allylchloride, 2-chloropropene,

dan dichloropropene terhadap chlorine adalah 79,23%, 2,34%, dan 18,43%.

Reaksi pembentukan allyl chloride berlangsung dalam fase gas. Reaksi bersifat eksotermis sehingga

memerlukan tambahan pendingin dan beroperasi pada kondisi nonadiabatisisothermal. Reaktor yang digunakan adalah

reaktor fixed bed multitube. Produk yang dihasilkan terdiri dari allylchloride dan hasil samping asam klorida.

Reaksi berlangsung pada tekanan 10 atm dan suhu 500 ˚C. Pada suhu tersebut tidak terjadi reaksi pembentukan

karbon yang tidak diinginkan dan katalis aktif secara baik.

(www.che.cemr.wvu.edu)

BAB II

DESKRIPSI PROSES

2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk

2.1.1. Spesifikasi bahan baku

1. Propylene

- Rumus Molekul : C3H6

- Berat Molekul : 42,081

- Wujud : gas

- Titik Didih (°K) : 225,43

- Kemurnian : 99,5 % wt

BAB VI Analisa Ekonomi

2. Chlorine

- Rumus Molekul : Cl2

- Berat Molekul : 70,905

- Wujud : gas

- Titik Didih (°K) : 239,12

- Kemurnian : 99,7 % wt

- Impuritas : 0,3 % HCl

2.1.2. Spesifikasi produk

1. Allyl chloride

- Rumus Molekul : C3H5Cl

- Berat Molekul : 76,525

- Wujud : gas

- Titik Didih (°K) : 318,11

- Kemurnian : 99 % wt

- Impuritas : 0,3% wt C3H5Cl

0,7% wt C3H4Cl2

2. Asam klorida

- Rumus Molekul : HCl

BAB VI Analisa Ekonomi

- Wujud : gas

- Titik Didih (°K) : 188,15

- Kemurnian : 31,5 % wt (dalam air)

2.2. Konsep Proses

2.2.1. Dasar reaksi

Proses pembuatan allyl chloride dengan menggunakan katalis ferrichloride pada fase gas, berlangsung di dalam

reaktor fixedbedmultitube pada kondisi suhu 500°C tekanan 10 atm.

(www.che.cemr.wvu.edu)

Pembentukan allyl chloride mengikuti reaksi elementer yang irreversible dan eksotermis dan memberikan hasil

samping asam klorida. Selain itu juga terjadi reaksi samping membentuk 2-chloropropene dan dichloropropene.

Selektivitas reaksi pembentukan allyl chloride, 2-chloropropene, dan dichloropropene berturut-turut adalah 79,23%,

2,34%, dan 18,43%.

Reaksi utama :

C3H6 + Cl2 C3H5Cl + HCl

propylene chorine allyl chloride asam klorida

Reaksi samping :

C3H6 + Cl2 C3H5Cl + HCl

propylene chlorine 2-chloropropene asam klorida

C3H6 + 2 Cl2 C3H4Cl2 + 2 HCl

propylene chlorine dichloropropene asam klorida

(www.che.cemr.wvu.edu)

BAB VI Analisa Ekonomi

Reaksi klorinasi propylene dengan katalis FeCl3 merupakan reaksi heterogen dalam fase gas (pereaktan) dan

fase padat (katalis). Reaksi yang terjadi pada permukaan katalis adalah sebagai berikut :

· Adsorpsi

Mekanisme adsorpsi propylene dan chlorine

A + s As

B + s Bs

Adsorpsi pereaktan pada permukaan katalis dipergunakan oleh difusivitas pereaktan dari bulk ke

permukaan katalis.

Koefisien perpindahan massa sebanding dengan tekanan total reaktor dan berbanding terbalik dengan

suhu.

· Aktivasi

Reaktan yang telah teradsorbsi akan bersifat aktif di permukaan katalis karena melibatkan gaya tarik yang

lebih tinggi dari adsorbsi.

As As*

Bs Bs*

Reaktan yang telah teradsorpsi di permukaan katalis akan bersifat aktif sehingga digunakan suhu tinggi

dalam aktivasi ini, karena dapat memperbanyak tumbukan antara molekul gas yang telah teradsorpsi dan energi yang

dimiliki menjadi lebih besar.

· Reaksi Permukaan

Reaktan-reaktan yang telah teraktivasi akan bereaksi membentuk produk di permukaan aktif katalis.

As* + Bs* Cs* + Ds*

Persamaan kecepatan reaksi permukaan :

BAB VI Analisa Ekonomi

Kecepatan reaksi permukaan ditentukan oleh suhu reaksi sesuai dengan hukum Archenius. Kenaikan suhu

yang tinggi akan mengakibatkan tumbukan semakin besar sehingga kecepatan reaksi permukaan akan bertambah

besar, di mana reaksi akan bergeser ke arah produk dan akan memperbesar produk.

· Deaktivasi

Mekanisme deaktivasi adalah :

Cs* Cs

Ds* Ds

Produk yang telah dihasilkan dari permukaan katalis akan menurunkan energi aktivasi dan melepas situs

aktifnya dari katalis. Kecepatan deaktivasi sama seperti dengan aktivasi tetapi melibatkan produk yang teradsorpsi

pada permukaan katalis.

Agar produk dapat terlepas dari situs aktifnya maka langkah ini diperlukan suhu tinggi. Selain itu suhu

tinggi juga diperlukan untuk mempercepat deaktivasi produk di permukaan katalis.

· Desorpsi

Hasil reaksi yang telah terdeaktivasi kemudian terlepas dari permukaan katalis menuju bulk katalis.

Cs C + s

Ds D + s

Proses desorpsi juga dipengaruhi oleh difusivitas gas zat hasil reaksi dari permukaan katalis ke bulk gas.

Difusivitas zat hasil reaksi ditentukan oleh koefisien perpindahan massa seperti pada proses adsorpsi.

Reaksi akan dipengaruhi oleh reaksi permukaan. Karena itu reaksi dilakukan pada tekanan tinggi untuk

memperbesar konstanta kecepatan reaksi permukaan. Suhu reaksi harus berada pada daerah suhu aktivasi katalis.

BAB VI Analisa Ekonomi

Ditinjau dari segi kinetika, reaksi klorinasi propylene akan bertambah cepat dengan naiknya temperatur. Berdasarkan persamaan Arhenius :

k = A . e –E/RT

dimana :

k = konstanta kecepatan reaksi

A = faktor frekuensi tumbukan

E = energi aktivasi

R = konstanta gas ( 1,987 kal/mol K )

T = temperatur operasi ( K )

Harga konstanta kecepatan reaksi kimia diperoleh dari www.che.cemr.wvu.edu adalah sebagai berikut :

Reaksi utama :

C3H6 + Cl2 C3H5Cl + HCl (1)

propylene chorine allyl chloride asam klorida

Reaksi samping :

C3H6 + Cl2 C3H5Cl + HCl (2)

propylene chlorine 2-chloropropene asam klorida

C3H6 + 2 Cl2 C3H4Cl2 + 2 HCl (3)

propylene chlorine dichloropropene asam klorida

Konstanta kecepatan reaksi :

k1= 0,322exp(-63.200/(R.T)) kmol/kg cat s kPa2

k2= 1,83x10-5exp(-16.000/(R.T)) kmol/kg cat s kPa2

k3= 1,27x10-3exp(-72.100/(R.T)) kmol/kg cat s kPa3

k1

k2

BAB VI Analisa Ekonomi

(www.che.cemr.wvu.edu)

2.2.4 Tinjauan Termodinamika

Reaksi utama :

C3H6 + Cl2 C3H5Cl + HCl (1)

propylene chorine allyl chloride asam klorida

Reaksi samping :

C3H6 + Cl2 C3H5Cl + HCl (2)

propylene chlorine 2-chloropropene asam klorida

C3H6 + 2 Cl2 C3H4Cl2 + 2 HCl (3)

propylene chlorine dichloropropene asam klorida

Melalui tinjauan termodinamika dapat diketahui apakah reaksi dapat berlangsung atau tidak. Reaksi dapat berlangsung jika ΔGof ≤ 0. Harga ΔGof masing-masing komponen pada suhu 298,15 K dapat dilihat pada tabel 2.1 di

bawah ini.

Tabel 2.1. Harga ΔGof masing-masing komponen

Komponen Harga ΔGof (kJ/kmol)

Propylene

62,5019

Chlorine 0

Allyl chloride

43,6307 2-Chloropropene

24,5472 Dichloropropene

1,2785 HCl

BAB VI Analisa Ekonomi

(Yaws, 1999) ΔGof = ΔGofproduk – ΔGofreaktan

A. Pada reaksi (1)

ΔGof = (ΔGof allyl chloride + ΔGof HCl)– (ΔGof chlorine + ΔGof propylene)

= (43,6307+(-95,3)) – (0+62,5019)

= -114,1712 kJ/mol

Ln Ko ú

û ù ê ë é -= RT f ΔGo ú û ù ê ë é = K 298,15 x K . kJ/kmol 8,314 kJ/kmol 2 , 114171 = 46,0587

Ko = 1,007.1020 kJ/kmol

Ko K

ln = - _êëé - _úûù

To 1 T 1 R ΔHo

(Smith & VanNess, 1987)

Dengan K = konsanta kesetimbangan pada suhu tertentu

T = suhu tertentu

ΔHf = panas reaksi standar pada 298,15 K

Sedangkan harga ΔHof untuk reaksi (1) pada suhu 298,15 K adalah -112 kJ/mol propylene

Pada suhu 500 oC (773,15 K) besarnya konstanta kesetimbangan dapat dihitung sebagai berikut :

Ko K

ln =- _êëé - _úûù

To 1 T 1 R ΔHo 20 1,007.10 K ln _ú û ù ê ë é -= K 298,15 1 K 15 , 773 1 K . kJ/kmol 8,314 kJ/kmol 112000

BAB VI Analisa Ekonomi

Karena harga K= k1/k2 besar, berarti harga k2 jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan harga k1, sehingga k2

diabaikan terhadap k1 dan reaksi dianggap berjalan satu arah (irreversible).

B. Pada reaksi (2)

ΔGof = (ΔGof 2-chloropropene + ΔGof HCl)– (ΔGof chlorine + ΔGof propylene)

= (24,5472+(-95,3)) – (0+62,5019)

= -133,2547 kJ/mol

Ln Ko ú

û ù ê ë é -= RT f ΔGo ú û ù ê ë é = K 298,15 x K . kJ/kmol 8,314 kJ/kmol 7 , 133254 = 53,7573

Ko = 2,2208.1023 kJ/kmol

Ko K

ln = - _êëé - _úûù

To 1 T 1 R ΔHo

(Smith & VanNess, 1987)

Dengan K = konsanta kesetimbangan pada suhu tertentu

T = suhu tertentu

ΔHf = panas reaksi standar pada 298,15 K

Sedangkan harga ΔHof untuk reaksi (1) pada suhu 298,15 K adalah -121 kJ/mol propylene.

Pada suhu 500 oC (773,15 K) besarnya konstanta kesetimbangan dapat dihitung sebagai berikut :

Ko K

ln =- _êëé - _úûù

To 1 T 1 R ΔHo 23 2,2208.10 K ln ú û ù ê ë é -= K 298,15 1 K 15 , 773 1 K . kJ/kmol 8,314 kJ/kmol 121000

BAB VI Analisa Ekonomi

Karena harga K= k1/k2 besar, berarti harga k2 jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan harga k1 sehingga k2

diabaikan terhadap k1 dan reaksi dianggap berjalan satu arah (irreversible).

C. Pada reaksi (3)

ΔGof = (ΔGof dichloropropene + ΔGof HCl)– (ΔGof chlorine + ΔGof propylene)

= (1,2785+(-95,3)) – (0+62,5019)

= -156,5234 kJ/mol

Ln Ko ú

û ù ê ë é -= RT f ΔGo ú û ù ê ë é = K 298,15 x K . kJ/kmol 8,314 kJ/kmol 4 , 156523 = 63,1443

Ko = 2,6499.1027 kJ/kmol

Ko K

ln = - _êëé - _úûù

To 1 T 1 R ΔHo

(Smith & VanNess, 1987)

Dengan K = konsanta kesetimbangan pada suhu tertentu

T = suhu tertentu

ΔHf = panas reaksi standar pada 298,15 K

Sedangkan harga ΔHof untuk reaksi (1) pada suhu 298,15 K adalah -222 kJ/mol propylene

Pada suhu 500 oC (773,15 K) besarnya konstanta kesetimbangan dapat dihitung sebagai berikut :

Ko K

ln =- _êëé - _úûù

To 1 T 1 R ΔHo 27 2,6499.10 K ln ú û ù ê ë é -= K 298,15 1 K 15 , 773 1 K . kJ/kmol 8,314 kJ/kmol 222000

BAB VI Analisa Ekonomi

Karena harga K= k1/k2 besar, berarti harga k2 jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan harga k1 sehingga k2

diabaikan terhadap k1 dan reaksi dianggap berjalan satu arah (irreversible).

2.3. Diagram Alir Proses

2.3.1 Diagram alir proses

Diagram alir proses dapat dilihat pada gambar 2.3

2.3.2 Langkah Proses

Proses pembuatan allyl chloride dengan menggunakan bahan baku propylene secara garis besar dibagi menjadi 3 tahap, yaitu :

1. Tahap penyiapan bahan baku

Bahan baku dalam pembuatan allyl chloride ini terdiri dari propylene dan chlorine. Propylene disimpan dalam bentuk cair pada temperatur 30 oC dan tekanan 13 atm dalam tangki silinder horizontal dengan elliptical head T-01, komposisi propylene adalah 99,5% wt dengan impuritas propana 0,5% wt. Sedangkan chlorine disimpan dalam bentuk cair pada temperatur 30 oC dan tekanan 10 atm dalam tangki silinder horizontal dengan eliptical head T-02, komposisi chlorine 99,7% wt dengan impuritas asam klorida 0,3% wt.

Cairan propylene dipompa dari tangki T-01 dengan pompa P-01 masuk ke dalam vaporizer V-01 untuk diuapkan dalam kondisi 13 atm dan suhu 303,2242 K, sehingga didapatkan uap jenuh propylene pada suhu 303,5207 K. Sebagai media pemanas digunakan steam. Kemudian uap jenuh propylene tersebut diturunkan tekanannya oleh expander E-01 hingga 10 atm dan suhu 293,7183 K dan dicampur dengan recycle pada mixer tee M-01.

Cairan chlorine dipompa dari tangki T-02 dengan pompa P-02 masuk ke dalam vaporizer V-02 untuk diuapkan dalam kondisi 10 atm dan suhu 304,0854 K, sehingga didapatkan uap jenuh chlorine pada suhu 307,0213 K. Sebagai media pemanas digunakan steam. Kemudian uap jenuh chlorine dicampur dengan hasil mixer tee M-03 pada mixer tee M-04. Hasil campuran mixer tee M-04 dengan tekanan 10 atm dan suhu 306,267 K dipanaskan

BAB VI Analisa Ekonomi

dengan penukar panas HE-01 hingga suhu 616,6175 K dan dilanjutkan dengan HE-02 hingga suhu 773,15 K pada tekanan tetap, 10 atm.

2. Tahap pembentukan allyl chloride

Bahan baku propylene dan chlorine yang telah dipanaskan kemudian diumpankan ke dalam reaktor R-01 yang berisi katalis padat ferri chloride FeCl3. Di dalam reaktor terjadi proses klorinasi propylene menjadi allyl chloride, 2-chloropropene, dichloropropene, dan asam klorida.

Reaktor yang digunakan adalah reaktor jenis Fixed Bed (multi tube) dengan kondisi isotermal non adiabatik.

Reaksi yang berlangsung bersifat eksotermis sehingga diperlukan pendingin. Panas yang dihasilkan selama reaksi

diserap oleh media pendingin Dowtherm A ™. Reaktor dioperasikan pada suhu 500 ˚C dengan tekanan 10 atm

Hasil reaksi keluar reaktor pada suhu 773,15 K masuk ekspander E-02 untuk menurunkan tekanan dari 10 atm

menjadi 8 atm. Campuran keluar E-02 dengan suhu 757,2332 K dan tekanan 8 atm masuk ke dalam waste heat boiler

WHB-01 untuk menurunkan suhu dan menghasilkan steam.

3. Tahap pemurnian

a. Tahap Distilasi

Hasil keluar reaktor yang telah didinginkan dalam WHB-01 diumpankan ke dalam kondenser parsial CP-01 sehingga didapatkan campuran dua fase pada suhu 323,15 K yang akan dipisahkan pada separator S-03. Hasil bawah S-03 yang berupa cairan dipompa dengan P-05 masuk ke menara distilasi MD-01. Hasil atas S-03 yang berupa gas akan bercampur dengan gas hasil atas MD-01.

Umpan masuk MD-01 dalam kondisi cair jenuh pada suhu 323,15 K tekanan 8 atm. Hasil atas MD-01 yang suhunya 282,0129 K, tekanan 8 atm, masuk ke dalam kondenser parsial CD-01, diembunkan hingga suhunya berubah menjadi 275,3971 K tekanan 8 atm, dua fase, yang akan dipisahkan dalam separator S-04. Campuran gas keluar S-04 dicampur dengan hasil atas separator S-03 pada mixer tee M-05, diperoleh suhu campuran 319,0802 K.

Sedangkan campuran cairannya dikembalikan sebagai refluks dengan

BAB VI Analisa Ekonomi

CD-01 menggunakan chilled water dari unit refrigerasi karena pendinginan dilakukan pada suhu di bawah suhu lingkungan. Chilled water sebanyak 185092,08 kg/jam masuk CD-01 pada suhu 275,15 K tekanan 2 atm dan keluar pada suhu 278,15 K. Arus atas ini sebagian besar berupa propylene dan HCl. Sedangkan hasil bawah menara distilasi MD-01 pada suhu 379,6893 K, tekanan 8 atm, masuk ke dalam reboiler parsial REB-01 untuk diuapkan. Uap keluar REB-01 pada suhu 415,1675 K tekanan 8 atm, sebagian dikembalikan ke MD-01 dan cairannya dipompa dengan pompa P-07 untuk mengalirkan

campuran masuk ke dalam MD-02. Arus bawah ini mengandung allyl

chloride dan hidrokarbon lain yang dihasilkan oleh reaksi samping. Penguapan yang dilakukan di REB-01 menggunakan steam yang keluar dari REB-02. Steam ini masuk REB-01 pada suhu 484,2069 K, tekanan 2 atm dan keluar REB-01 pada suhu 463,8172 K tekanan 2 atm. Steam yang digunakan sebanyak 130042,0319 kg/jam.

Menara distilasi MD-02 memisahkan sebagian hidrokarbon yang masih terbawa pada produk. Umpan masuk MD-02 berupa cair jenuh pada suhu 379,6833 K tekanan 8 atm. Hasil atas MD-02 yang suhunya 341,8952 K tekanan 8 atm masuk ke dalam kondenser total CD-02 untuk diembunkan. Cairan keluar CD-02 suhu 296,5746 K tekanan 8 atm kemudian masuk akumulator ACC-01. Dari ACC-01 sebagian cairan dimasukkan kembali ke dalam MD-02 sebagai refluks dan sebagian lagi dialirkan menuju unit pengolahan limbah. Perbandingan Lo/D ( rasio refluks) ini sebesar 7,509. Kondensasi yang terjadi dalam CD-02 ini menggunakan chilled water dari unit refrigerasi. Chilled water masuk CD-02 sebanyak 10709,7153 kg/jam pada suhu 293,15 K, tekanan 2 atm, dan keluar CD-02 pada suhu 303,15 K. Hasil bawah menara distilasi MD-02 yang mengandung banyak allylchloride, masuk ke reboiler parsial REB-02 pada suhu 313,3997 K dan tekanan 8 atm. REB-02 akan menguapkan sebagian campuran. Uap yang dihasilkan REB-02 dikembalikan ke dalam MD-02 sedangkan cairannya dipompa dengan pompa P-09 masuk menara distilasi MD-03 untuk pemurnian lebih lanjut. Penguapan

BAB VI Analisa Ekonomi

130042,0319 kg/jam. Steam masuk REB-02 pada suhu 489,3574 K, tekanan 2 atm, dan keluar REB-02 pada suhu 484,2069 K.

Umpan masuk MD-03 dalam kondisi cair jenuh pada suhu 415,6122 K, tekanan 8 atm. MD-03 merupakan pemurnian akhir produk allyl chloride. Allyl chloride dihasilkan pada hasil atas yang keluar dari MD-03 pada suhu 412,6305 K, tekanan 8 atm. Hasil atas MD-03 masuk kondenser total CD-03, diembunkan, dan masuk ke dalam akumulator ACC-02 pada suhu 412,3082 K. ACC-02 beroperasi pada tekanan 8 atm. Cairan keluar ACC-02 sebagian dikembalikan ke dalam MD-03 sebagai refluks, dan sebagian dialirkan ke dalam tangki penyimpan produk TP-03. Perbandingan Lo/D (rasio refluks) ini sebesar 1,1637. Kondensasi pada CD-03 dilakukan dengan menggunakan air pendingin. Air pendingin sebanyak 1398570,33 kg/jam masuk ke dalam CD-03 pada suhu 303,15 K, tekanan 1 atm dan keluar CD-03 pada suhu 313,15 K. Hasil bawah MD-03 masuk reboiler parsial REB-03 pada suhu 457,0885 K, tekanan 8 atm. Dalam REB-03 terjadi penguapan sebagian. Gas yang dihasilkan dikembalikan ke dalam MD-03 sedangkan cairannya dialirkan menuju unit pengolahan limbah. Arus keluar REB-03 pada suhu 456,4421 K. Penguapan di REB-03 dilakukan dengan menggunakan steam sebanyak 130042,0319 kg/jam yang berasal dari HE-02. Steam masuk REB-03 pada suhu 898,15 K, tekanan 2 atm, dan keluar REB-03 pada suhu 489,3574 K.

b. Tahap Absorbsi

Absorbsi dilakukan di menara absorber A-01 yang beroperasi pada tekanan 8 atm dengan tujuan untuk menyerap HCl menggunakan air. Campuran gas keluar mixer tee M-05 pada suhu 319,0802 K masuk A-01, sedangkan air masuk A-01 pada suhu 303,15 K. Diasumsi hanya HCl yang larut dalam air, sehingga diperoleh larutan HCl 31,5 % pada suhu 309,0743 K. HCl yang tidak terlarut bersama dengan komponen lainnya kemudian dialirkan masuk kompresor C-01 pada suhu 306,5394 K, tekanan 8 atm. C-01 berfungsi menaikkan tekanan campuran gas menjadi 10 atm.

BAB VI Analisa Ekonomi

Dari C-01 campuran gas di-recycle dan dicampur dengan bahan baku propylene pada mixer tee M-01.

2.4. Neraca Massa dan Neraca Panas

2.4.1. Neraca massa total

Tabel 2.2 Neraca massa total

Komponen Input (kg/jam) Output (kg/jam)

HCl _{4,4530 765,4377}

Propylene _{857,4335 60,0863}

Propana _{4,3087 4,3087}

Chlorine _{1479,8722 0}

2-Chloropropene _{0 37,3737}

Allyl chloride _{0 1265,4364}

Dichloropropene _{0 213,4246}

Air _{1664,5231 1664,5231}

Total _{4010,5905 4010,5905}

2.4.2. Neraca massa alat

1. Reaktor (R-01)

Tabel 2.3. Neraca massa reaktor

Komponen Input (kg/jam) Output (kg/jam)

HCl _{44,7392 805,7238}

Propylene _{1756,5616 959,2144}

Propana _{29,6437 29,6437}

Chlorine _{1479,8721 0}

2-Chloropropene _{20,0230 57,3967}

BAB VI Analisa Ekonomi

Dichloropropene _{11,3255 224,7500}

Air _{0 0}

Total _{3605,1231 3605,1231}

3. Menara Distilasi-01 (MD-01)

Tabel 2.4. Neraca massa MD-01

Output (kg/jam)

Komponen Input (kg/jam)

Bottom Destilat

HCl _{42,2131 0 42,2131}

Propylene _{171,3963 60,0863 111,3100}

Propana _{6,1494 4,3087 1,8407}

Chlorine _{0 0 0}

2-Chloropropene _{37,3737 37,3737 0}

Allyl chloride _{1265,4364 1265,4364 0}

Dichloropropene _{213,4245 213,4245 0}

Air _{0 0 0}

1580,6297 155,3638

Total _1735,9935

1735,9935

4. Menara Distilasi-02 (MD-02)

Tabel 2.5. Neraca massa MD-02

Output (kg/jam)

Komponen Input (kg/jam)

Bottom Destilat

HCl _{0 0 0}

Propylene _{60,0863 0 60,0863}

Propana _{4,3087 0 4,3087}

Chlorine _{0 0 0}

2-Chloropropene _{37,3737 3,7374 33,6364}

Allyl chloride _{1265,4364 1252,7821 12,6544}

Dichloropropene _{213,4245 213,4245 0}

Air _{0 0 0}

BAB VI Analisa Ekonomi

1580,6297

5. Menara Distilasi-03 (MD-03)

Tabel 2.6. Neraca massa MD-03

Output (kg/jam)

Komponen Input (kg/jam)

Bottom Destilat

HCl _{0 0 0}

Propylene _{0 0 0}

Propana _{0 0 0}

Chlorine _{0 0 0}

2-Chloropropene _{3,7374 0 3,7374}

Allyl chloride _{1252,7821 2,7821 1250,0000}

Dichloropropene _{213,4245 204,5356 8,8889}

Air _{0 0 0}

207,3177 1262,6263

Total

1469,9440

1469,9440

6. Absorber (A-01)

Tabel 2.7. Neraca massa A-01

Output (kg/jam)

Komponen Input (kg/jam)

Liquid Gas

HCl _{805,7238 765,4376 40,2862}

Propylene _{899,1281 0 899,1281}

Propana _{25,3349 0 25,3349}

Chlorine _{0 0 0}

2-Chloropropene _{20,0230 0 20,0230}

Allyl chloride _{262,9581 0 262,9581}

Dichloropropene _{11,3255 0 11,3255}

Air _{1664,5231 1664,5231 0}

2429,9608 1259,0557 Total

3689,0165

3689,0165

BAB VI Analisa Ekonomi

1. Reaktor ( R )

Tabel 2.8. Neraca panas Reaktor

Komponen Keterangan Input (Kj/jam) Output (Kj/jam)

Qin Panas yang dibawa umpan _2,5373E+06

Qout Panas yang dibawa produk 2,5985E+06

QR Panas reaksi 2,3381E+06

QP Panas yang diserap pendingin 2,2769E+06

Total 4,8754E+06 4,8754E+06

2. Menara Distilasi-01 (MD-01)

Tabel 2.9. Neraca panas MD-01

Komponen Keterangan Input (Kj/jam) Output (Kj/jam)

Fhf panas yang dibawa umpan _71140,3006

DHd panas yang dibawa distilat -22908,4807

BHb panas yang dibawa bottom 206087,8459

Qc panas condenser 2332160,2100

Qr panas reboiler -2220121,1455

Total 183179,3652 183179,3652

3. Menara Distilasi-02 (MD-02) Tabel 2.10. Neraca panas MD-02

Komponen Keterangan Input (Kj/jam) Output (Kj/jam)

Fhf panas yang dibawa umpan 206087,995

DHd panas yang dibawa distilat -308,080285

BHb panas yang dibawa bottom 282303,204

BAB VI Analisa Ekonomi

Qr panas reboiler -373900,915

Total 281995,1242 281995,1242

4. Menara Distilasi-03 (MD-03) Tabel 2.11. Neraca panas MD-03

Komponen Keterangan Input (Kj/jam) Output (Kj/jam)

Fhf panas yang dibawa umpan 272851,0862

DHd panas yang dibawa distilat 1121563,3036

BHb panas yang dibawa bottom 21031,1085

Qc panas condenser 58739954,0232

Qr panas reboiler -57870210,6972

Total 1142594,4121 1142594,4121

5. Absorber (A-01)

Tabel 2.12. Neraca panas A-01

Komponen Keterangan Input (Kj/jam) Output (Kj/jam)

Hl Panas dibawa cairan 377,4864 876,4889

Hg Panas dibawa gas 1053,4933 554,4909

Total 1430,9797 1430,9797

2.5. Lay Out Pabrik dan Peralatan 2.5.1. Lay Out Pabrik

Lay out pabrik adalah pengaturan dan penyusunan alat proses dan fasilitas pabrik lainnya, sedemikian rupa sehingga pabrik dapat beroperasi secara aman, efektif dan efisien.

Tata letak pabrik perlu disusun dengan baik dengan tujuan :

a. Mempermudah akses keluar masuk pabrik, baik untuk manusia maupun barang.

b. Mempermudah pemasangan, pemeliharaan dan perbaikan peralatan.

c. Membuat proses pengolahan dari bahan baku hingga menjadi produk berlangsung secara efisien.

d. Mengantisipasi dampak yang mungkin timbul apabila terjadi musibah, seperti ledakan, kebakaran, dsb.

BAB VI Analisa Ekonomi

Untuk mencapai tujuan tersebut di atas, maka hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam penentuan tata letak

pabrik yang baik, antara lain :

a. Pabrik allyl chloride akan didirikan di atas tanah yang masih kosong, sehingga tata letak pabrik tidak

dipengaruhi adanya bangunan lain.

b. Perlu disediakan area untuk kemungkinan perluasan.

c. Area utilitas sebaiknya ditempatkan jauh dari area proses, untuk menjaga agar tidak terjadi kontak antara

bahan bakar dengan sumber panas.

d. Fasilitas karyawan seperti masjid, kantin, ditempatkan di lokasi yang mudah terjangkau dan tidak

mengganggu proses.

e. Fasilitas bengkel sebaiknya di lokasi yang strategis

2.5.2. Tata Letak Peralatan

Dalam menyusun tata letak peralatan yang harus diperhatikan adalah :

a. Peralatan yang sejenis ditempatkan secara berkelompok untuk memudahkan pemeliharaan.

b. Alat kontrol diletakkan pada lokasi yang mudah diamati oleh operator.

c. Susunan alat dan pemipaan diusahakan tidak mengganggu operator.

d. Sistem pemipaan sebaiknya diberi warna sedemikian rupa sehingga mempermudah operator untuk

mengidentifikasi apabila terjadi masalah.

e. Tata letak peralatan harus menyediakan minimal dua arah bagi karyawan untuk menyelamatkan diri apabila

terjadi ledakan atau kebakaran.

f. Peralatan yang sekiranya rawan terhadap kebakaran seperti tangki penyimpan, dilengkapi tanggul untuk

mengisolir lokasi apabila terjadi kebakaran.

BAB VI Analisa Ekonomi

Gambar 2-4. Layout Pabrik

Keterangan :

1. Pos keamanan 7. Klinik 13. Safety

2. Taman 8. Laboratorium 14. Gudang

3. Musholla 9. Utilitas 15. Bengkel

4. Kantin 10. Proses 16. Parkir

5. Ruang kontrol 11. Area perluasan

5

8 6

7 3

1 1

2

4

9 10

11

11

12

13

14

15

16 1

BAB VI Analisa Ekonomi

6. Kantor 12. Pembangkit listrik

Gambar 2-5. Layout Peralatan Proses

Keterangan :

T-01 : Tangki propylene S : Separator

T-02 : Tangki propana REB : Reboiler

T-03 : Tangki allyl chloride ACC : Accumulator

T-04 : Tangki asam klorida CD : Condenser

V : Vaporizer WHB : Waste Heat Boiler

R : Reaktor HE : Heat Exchanger

CP : Kondenser Parsial

MD : Menara Destilasi

BAB III

SPESIFIKASI PERALATAN PROSES

3.1 TANGKI PENYIMPAN PROPYLENE

T-01 T-01 T-01 T-01 T-02 T-02 T-02 T-02 V-01 S-01 V-02 S-02 HE-01 HE-02 R-01 WHB S-03 MD-01 CD-1 S-04 R B -0 1 MD-02 CD-02 ACC-1 R B -0 2 MD-03 CD-03 ACC-02 R B -0 3 T-03 T-04 ABS CP-01

BAB VI Analisa Ekonomi

Kode : T-01

Fungsi : Menyimpan bahan baku propylene untuk

kebutuhan selama 30 hari.

Tipe : Silinder horisontal dengan head tipe elliptical

dished head

Jumlah : 4 buah

Volume : 25862,5605 ft3

Kondisi penyimpanan : T = 30 °C P = 13 atm

Bahan konstruksi : Low alloy steel SA-353

Diameter : 25 ft

Panjang : 50 ft

Tebal silinder : 2,75 in

Tebal head : 2,75 in

Tinggi head : 82,25 in

3.2 TANGKI PENYIMPAN CHLORINE

Kode : T-02

Fungsi : Menyimpan bahan baku chlorine untuk kebutuhan

BAB VI Analisa Ekonomi

Tipe : Silinder horisontal dengan head tipe elliptical

dished head

Jumlah : 4 buah

Volume : 17575,8420 ft3

Kondisi penyimpanan : T = 30 °C

P = 10 atm

Bahan konstruksi : Low alloy steel SA-353

Diameter : 22 ft

Panjang : 55,7917 ft

Tebal silinder : 1,25

Tebal head : 1,25 in

Tinggi head : 70,75 in

3.3 TANGKI PENYIMPAN ALLYL CHLORIDE

Kode : T-03

Fungsi : Menyimpan produk allyl chloride.

Tipe : Silinder tegak (vertical cylinder) dengan dasar

datar (flat bottom) dan bagian atas conical.

Jumlah : 1 buah

Volume : 97970,5241 ft3

Kondisi penyimpanan : T = 30 °C

P = 1 atm

BAB VI Analisa Ekonomi

Diameter : 60 ft

Tinggi : 36 ft

Tebal shell

· _Course 1 : 1 in

· Course 2 : 0,9375 in

· _{Course 3 : 0,9375 in} · _Course 4 : 0,8750 in

· Course 5 : 0,8750 in

· _{Course 6 : 0,8125 in}

Tebal head : 0,8125 in

Tinggi head : 10,9191 ft

3.4 TANGKI PENYIMPAN PRODUK SAMPING (HCl)

Kode : T-04

Fungsi : Menyimpan produk samping(HCl).

Tipe : Silinder tegak (vertical cylinder) dengan dasar

datar (flat bottom) dan bagian atas conical.

Jumlah : 1 buah

Volume : 164974,6733 ft3

Kondisi penyimpanan : T = 30 °C

P = 1 atm

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-202 grade B

BAB VI Analisa Ekonomi

Tinggi : 60 ft

Tebal shell

· _{Course 1 : 0,6875 in} · _{Course 2 : 0,6250 in} · _Course 3 : 0,6250 in

· Course 4 : 0,6250 in

· _{Course 5 : 0,5625 in} · _Course 6 : 0,5625 in

· Course 7 : 0,5625 in

· _{Course 8 : 0,5000 in} · _Course 9 : 0,5000 in

· _Course 10 : 0,5000 in

Tebal head : 0,5000 in

Tinggi head : 10,9191 ft

3.5 VAPORIZER

Kode : V-01

Fungsi : Menguapkan propylene sebelum masuk reaktor

(R-01)

Jenis : Shell and tube

Tipe HE : 1 - 1

Jumlah : 1 ( satu ) buah

BAB VI Analisa Ekonomi

Luas transfer panas : 95,7944 ft2 Dimensi

shell

· Diameter dalam : 10 in

· Jarak baffle : 7,5 in

tubes

· Diameter luar : 0,75 in

· _{Diameter dalam : 0,584 in}

· _shell : 1 in triangle pitch

· Panjang : 8 ft

· _{Jumlah pipa : 61 buah}

Pemanas : steam

Kebutuhan pemanas : 125,9867 kg/jam

Bahan : Carbon steel

3.6VAPORIZER

Kode : V-02

Fungsi : Menguapkan chlorine sebelum masuk reaktor

(R-01)

Jenis : Shell and tube

Tipe HE : 1 - 1

Jumlah : 1 ( satu ) buah

BAB VI Analisa Ekonomi

Luas transfer panas : 30,312 ft2 Dimensi

shell

· Diameter dalam : 8 in

· Jarak baffle : 6 in

tubes

· Diameter luar : 0,75 in

· _{Diameter dalam : 0,482 in}

· _shell : 1 in triangle pitch

· Panjang : 8 ft

· _{Jumlah pipa : 30 buah}

Pemanas : steam

Keb. Pemanas : 130042,0319 kg/jam

Bahan : Carbon steel

3.7SEPARATOR 1

Kode : S-01

Fungsi : Memisahkan fase cair dan gas yang dihasilkan dari V-01

Jumlah : 1 buah

1. Kondisi operasi

Suhu = 30,3707 oC

Tekanan = 13 atm

BAB VI Analisa Ekonomi

3. Spesifikasi

· Drum/shell

- Volume = 6,1142 ft3 = 0,1731 m3

- Diameter = 2 ft = 0,6096 m

- Tinggi = 2 ft = 0,6096 m

- Tebal shell = 0,1875 in = 0,0048 m - Material = Carbon steel SA 285 grade C

· _Head

- Tipe = Torrisperical dished head

- Tebal = 0,1875 in = 0,0048 m

- Tinggi = 6,0764 in = 0,1543 m

- Material = Carbon steel SA 285 grade C

3.8SEPARATOR 2

Kode : S-02

Fungsi : Memisahkan fase cair dan gas yang dihasilkan dari V-02

Jumlah : 1 buah

1. Kondisi operasi

Suhu = 33,8713 oC

Tekanan = 10 atm

2. Laju alir umpan = 1855,4064 kg/jam

3. Spesifikasi

BAB VI Analisa Ekonomi

- Volume = 11,1137 ft3 = 0,3147 m3

- Diameter = 2,5 ft = 0,7620 m

- Tinggi = 2,5 ft = 0,7620 m

- Tebal shell = 0,1875 in = 0,0048 m - Material = Carbon steel SA 285 grade C

· Head

- Tipe = Torrisperical dished head

- Tebal = 0,1875 in = 0,0048 m

- Tinggi = 7,1006 in = 0,1804 m

- Material = Carbon steel SA 285 grade C

3.9SEPARATOR 3

Kode : S-03

Fungsi : Memisahkan fase cair dan gas yang dihasilkan dari CP-01

Jumlah : 1 buah

1. Kondisi operasi

Suhu = 50 oC

Tekanan = 8 atm

2. Laju alir umpan = 3605,1231 kg/jam

3. Spesifikasi

· _Drum/shell

BAB VI Analisa Ekonomi

- Diameter = 1,5838 ft = 0,4828 m

- Tinggi = 1,5291 ft = 0,4661 m

- Tebal shell = 0,25 in

- Material = Carbon steel SA 285 grade C

· _Head

- Tipe = Torrisperical dished head

- Tebal = 0,1875 in = 0,0048 m

- Tinggi = 4,9141 in = 0,1248 m

- Material = Carbon steel SA 285 grade C

3.10 SEPARATOR 4

Kode : S-04

Fungsi : Memisahkan fase cair dan gas yang dihasilkan oleh

kondenser parsial CD-01

Jumlah : 1 buah

1. Kondisi operasi

Suhu = 2,2471 oC

Tekanan = 8 atm

2. Laju alir umpan = 500,1704 kg/jam

3. Spesifikasi

· Drum/shell

- Volume = 8,9180 ft3 = 0,2525 m3

BAB VI Analisa Ekonomi

- Panjang = 3,9662 ft = 1,2089 m

- Tebal shell = 0,1875 in = 0,0048 m - Material = Carbon steel SA 285 grade C

· _Head

- Tipe = Torrisperical dished head

- Tebal = 0,1875 in = 0,0048 m

- Lebar = 5,3877 in = 0,1368 m

- Material = Carbon steel SA 285 grade C

3.11 KOMPRESOR

Kode : C-01

Fungsi : Menaikkan tekanan gas sebanyak 1259,056 kg/jam dari 8

atm menjadi 10 atm. Tekanan masuk : 8 atm

Tekanan keluar : 10 atm

Tipe : Single stage compressor

Volume inlet : 656,7955 m3/jam

Suhu masuk : 33,3894 oC Suhu keluar : 42,0397 oC

BAB VI Analisa Ekonomi

3.12 REAKTOR

Kode : R-01

Fungsi : Sebagai tempat berlangsungnya reaksi chlorinasi

propylene menjadi allyl chloride dengan bantuan katalis FeCl3

Tipe : Fixed bedmultitube Reaktor

Desain : 1-1 shell and tube

Jumlah : 1 buah

Kondisi operasi

· _{Suhu : 500} o

C

· Tekanan : 10 atm

· Waktu tinggal : 1,2824 detik

Non adiabatis dan isotermal

Spesifikasi :

a. Katalisator

Bahan : FeCl3

Bentuk : Pellet

Umur : 3-5 tahun

Diameter : 0,003 mm

Porositas : 0,5

Densitas : 2000 kg/m3 (www.che.cemr.wvu.edu)

b. Tube

BAB VI Analisa Ekonomi

IDT : 0,023368 m

ODT : 0,03175 m

at : 4,2903.10-4 m

Jumlah : 1137

Susunan : triangular, dengan pitch 1,5625 in

Jumlah pass : 1

Material : high alloy steel SA 167 grade 5

c. Shell

IDT : 1,524 m

Tebal shell : 0,5 in

Baffle space : 0,381 m

Jumlah : 1

Jumlah pass : 1

Material : High alloy steel SA 167 grade 5

d. Pendingin

Bahan : Dowtherm A TM

Suhu masuk : 623,15 K

Suhu keluar : 673,15 K

e. Head

Bentuk : Torisperical dished head

Tinggi : 0,34735 m

BAB VI Analisa Ekonomi

Volume : 0,29971 m3

f. Reaktor

Tinggi : 7,0247 m

Volume : 12,14042 m3

3.13 POMPA 1

Kode : P-01

Fungsi : Mengalirkan bahan baku propylene ke vaporizer

(V-01)

Tipe : Centrifugal pump

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : Carbon steel SA 285 grade C

Kapasitas : 18,2881 gpm

Daya pompa : 0,25 HP

Pipa yang digunakan

· D nominal size : 1,5 in

· _{No. Schedule : 40}

· ID : 1,61 in

· OD : 1,9 in

3.14 POMPA 2

Kode : P-02

Fungsi : Mengalirkan bahan baku chlorine ke vaporizer

BAB VI Analisa Ekonomi

Tipe : Centrifugal pump

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : Stainless steel SA 285 grade C

Kapasitas : 12,5198 gpm

Daya pompa : 0,25 HP

Pipa yang digunakan

· D nominal size : 1,5 in

· No. Schedule : 40

· _{ID : 1,61 in}

· _{OD : 1,9 in}

3.15 POMPA 3

Kode : P-03

Fungsi : Mengalirkan recycle vaporizer (V-01) ke mixer tee

(M-01)

Tipe : Centrifugal pump

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : Stainless steel SA 283 grade C

Kapasitas : 4,5720 gpm

Daya pompa : 0,25 HP

Pipa yang digunakan

· _{D nominal size : 0,75 in}

BAB VI Analisa Ekonomi

· ID : 0,824 in

· _{OD : 1,05 in}

3.16 POMPA 4

Kode : P-04

Fungsi : Mengalirkan recycle vaporizer (V-02) ke mixer

tee (M-02)

Tipe : Centrifugal pump

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : Carbon steel SA 285 grade C

Kapasitas : 3,1299 gpm

Daya pompa : 0,25 HP

Pipa yang digunakan

· _{D nominal size : 0,75 in}

· _{No. Schedule : 40}

· ID : 0,824 in

· _{OD : 1,05 in}

3.17 POMPA 5

Kode : P-05

Fungsi : Mengalirkan hasil bawah S-03-01 dipompakan ke

BAB VI Analisa Ekonomi

Tipe : Centrifugal pump

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : Carbon steel SA 285 grade C

Kapasitas : 24,3798 gpm

Daya pompa : 0,25 HP

Pipa yang digunakan

· D nominal size : 2 in

· No. Schedule : 40

· _{ID : 2,067 in}

· _{OD : 2,375 in}

3.18 POMPA 6

Kode : P-06

Fungsi : Mengalirkan hasil atas MD-01 dari separator S-3

dimasukkan ke refluks

Tipe : Centrifugal pump

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : Carbon steel SA 285 grade C

Kapasitas : 7,7154 gpm

Daya pompa : 0,25 HP

Pipa yang digunakan

· _{D nominal size : 1 in}

BAB VI Analisa Ekonomi

· ID : 1,049 in

· _{OD : 1,315 in}

3.19 POMPA 7

Kode : P-07

Fungsi : Mengalirkan hasil bawah MD-01 dari reboiler

diumpankan ke MD-02

Tipe : Centrifugal pump

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : Carbon steel SA 285 grade C

Kapasitas : 22,6987 gpm

Daya pompa : 0,25 HP

Pipa yang digunakan

· _{D nominal size : 5 in}

· _{No. Schedule : 40}

· ID : 5,047 in

· _{OD : 5,563 in}

3.20 POMPA 8

BAB VI Analisa Ekonomi

Fungsi : Mengalirkan hasil atas MD-02 dari separator

diumpankan ke refluks dan unit pengolahan limbah

Tipe : Centrifugal pump

Jumlah : 2 buah

Bahan konstruksi : Carbon steel SA 283 grade C

Kapasitas : 2,0614 gpm

Daya pompa : 0,25 HP

Pipa yang digunakan

· _{D nominal size : 1,25 in}

· No. Schedule : 40

· ID : 1,38 in

· _{OD : 1,66 in}

3.21 POMPA 9

Kode : P-09

Fungsi : Mengalirkan hasil bawah MD-02 dari reboiler

diumpankan ke MD-03

Tipe : Centrifugal pump

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : Carbon steel SA 285 grade C

Kapasitas : 21,3150 gpm

BAB VI Analisa Ekonomi

Pipa yang digunakan

· D nominal size : 1,5 in

· No. Schedule : 40

· _{ID : 1,61 in}

· _{OD : 1,9in}

3.22 POMPA 10

Kode : P-10

Fungsi : Mengalirkan hasil atas MD-03 dari separator

diumpankan ke refluks dan T-03

Tipe : Centrifugal pump

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi : Carbon steel SA 285 grade C

Kapasitas : 91,0068 gpm

Daya pompa : 0,25 HP

Pipa yang digunakan

· _{D nominal size : 3 in}

· No. Schedule : 40

· ID : 3,068 in

· _{OD : 3,5 in}

3.23 KONDENSER PARSIAL

BAB VI Analisa Ekonomi

Fungsi : Mengembunkan sebagian hasil dari WHB-01

Tipe : Shellandtube1 –1 heat exchanger

Bahan konstruksi

· _Tube : Cast Steel

· Shell : Carbon steel SA 283 grade C

Spesifikasi Tube

· OD tube : 0,75 in

· _{ID tube : 0,56 in}

· BWG : 13

· Susunan : Triangularpitch, Pt = 1

· _{Jumlah tube : 30}

· _{Passes : 1}

· _{Flow area} : 0,0667 ft2

· _{Panjang tube : 13,7 ft}

· _{Surface per 1 ft : 0,1963 ft}2

Spesifikasi Shell

· _{ID shell : 8 in}

· _Passes : 2

3.24 HEATER 1

BAB VI Analisa Ekonomi

Fungsi : Memanaskan campuran bahan baku sebanyak

3605,1231 kg/jam dari suhu 33,117 ºC sampai 343,4675 ºC

Tipe : Shell and tube heat exchanger

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi

· _Tube : Cast Steel

· _Shell : Carbon steel SA 283 grade C

Spesifikasi Tube

· OD tube : 0,75 in

· ID tube : 0,51 in

· _{BWG : 11}

· Susunan : Triangularpitch, Pt = 1

· Jumlah tube : 92

· _{Passes : 1}

· _{Flow area} : 0,1875 ft2

· Panjang tube : 8 ft

· _{Surface per 1 ft : 0,1335 ft}2

Spesifikasi Shell

· _{ID shell : 12 in}

· _Passes : 1

3.25 HEATER 2

BAB VI Analisa Ekonomi

Fungsi : Memanaskan campuran bahan baku sebanyak

3605,1231 kg/jam dari suhu 343,4675 ºC sampai 500 ºC

Tipe : Shell and tube heat exchanger

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi

· _Tube : Cast Steel

· _Shell : Carbon steel SA 283 grade C

Spesifikasi Tube

· OD tube : 0,75 in

· ID tube : 0,482 in

· _{BWG : 10}

· Susunan : Triangularpitch, Pt = 1

· Jumlah tube : 74

· _{Passes : 1}

· _{Flow area} : 0,2286 ft2

· Panjang tube : 8 ft

· _{Surface per 1 ft : 0,1263 ft}2

Spesifikasi Shell

· _{ID shell : 13,25 in}

· _Passes : 8

3.26 ACCUMULATOR 1

BAB VI Analisa Ekonomi

Fungsi : Menampung cairan dari produk kondensor parsial

CD-02 dan produk atas menara distilasi MD-02

Jenis : Tangki berbentuk silinder horisontal dengan head

dan bottom berbentuk torisperical. Bahan Konstruksi : Carbon steel SA 283 grade C

Jumlah : 1 buah

Volume : 3,4669 ft3

Diameter : 1,1376 ft

Panjang : 1,1418 ft

Tebal shell : 0,375 in

Tebal head : 0,3125 in

3.27 ACCUMULATOR 2

Kode : ACC-02

Fungsi : Menampung cairan dari produk kondensor parsial

CD-03 dan produk atas menara distilasi MD-03

Jenis : Tangki berbentuk silinder horisontal dengan head

dan bottom berbentuk torisperical. Bahan Konstruksi : Carbon steel SA 283 grade C

Jumlah : 1 buah

Volume : 5,0631 ft3

Diameter : 4,2344 ft

BAB VI Analisa Ekonomi

Tebal shell : 0,625 in

Tebal head : 0,4383 in

3.28 KONDENSOR TOTAL

Kode : CD-01

Fungsi : Menurunkan suhu dan mengembunkan hasil atas

MD-01

Tipe : Shell and tube 1-1 horizontal condenser

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi

· Shell : Stainless steel SA 240 grade 304

· _{Tube : Cast iron}

Spesifikasi Shell

· _{ID Shell : 17,25 in}

· _{Baffle spacing : 12,9375 in}

· _Passes : 1

Spesifikasi tube

· OD tube : 0,75 in

· ID tube : 0,581 in

· _{BWG : 14}

· _{Lay out tube} : Trianguler pitch ( Pt = 1 in )

· Jumlah tube : 203

BAB VI Analisa Ekonomi

· Flow area per tube : 0,289 in2

· _{Surface per l ft : 0,1963 ft}2

· Panjang tube : 16 ft

3.29 KONDENSOR PARSIAL

Kode : CD-02

Fungsi : Menurunkan suhu dan mengembunkan sebagian

hasil atas MD-02

Tipe : Shell and tube 1-1 horizontal condenser

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi

· _Shell : Stainless steel SA 240 grade 304

· Tube : Cast iron

Spesifikasi Shell

· ID Shell : 12 in

· _{Baffle spacing : 9 in}

· _Passes : 1

Spesifikasi tube

· _{OD tube : 0,75 in}

· ID tube : 0,62 in

· BWG : 16

· _{Lay out tube : Trianguler pitch ( Pt = 1 in )}

BAB VI Analisa Ekonomi

· Passes : 1

· _{Flow area per tube : 0,302 in}2

· _Surface per l ft : 0,1963 ft2

· Panjang tube : 8 ft

3.30 KONDENSOR PARSIAL

Kode : CD-03

Fungsi : Menurunkan suhu dan mengembunkan sebagian

hasil atas MD-03

Tipe : Shell and tube 1-1 horizontal condenser

Jumlah : 1 buah

Bahan konstruksi

· Shell : Carbon steel

· _{Tube : Cast steel}

Spesifikasi Shell

· _{ID Shell : 17,25 in}

· _{Baffle spacing} : 12,9375 in

· _Passes : 1

Spesifikasi tube

· OD tube : 0,75 in

· ID tube : 0,584 in

· _{BWG : 14}

BAB VI Analisa Ekonomi

· Jumlah tube : 203

· _{Passes : 1}

· _{Flow area per tube} : 0,289 in2

· _Surface per l ft : 0,1963 ft2

· _{Panjang tube : 8 ft}

3.31 ABSORBER

Kode : A-01

Fungsi : Menyerap campuran gas keluaran separatorS-03

dan MD-01 dengan menggunakan solvent H2O

Jenis Packing : Ceramic raschig rings

Diameter Packing : 25 mm

Jumlah : 1 buah

Diameter : 0,5642 m

Tinggi Packing : 1,9653 m

Tinggi menara : 4,0222 m

Tinggi head : 0,2503 m

Teball shell : 0,25 in

Tebal head : 0,25 in

3.32 MENARA DISTILASI 1

BAB VI Analisa Ekonomi

Fungsi : Memisahkan propylene dan sebagian HCl dari

campuran.

Jenis : Packed Tower

Bahan konstruksi : Carbon steel SA 167 grade 5

Jumlah plate : 9

Diameter : 0,2807 m

Tinggi menara : 12,15 ft

Tinggi head : 0,1022 m

Teball shell : 0.25 in

Tebal head : 0,25 in

Kondisi Operasi

· Puncak : T = 275,3971 K

P = 8 atm

· Dasar : T = 379,6832 K

P = 8 atm

3.33 MENARA DISTILASI 2

Kode : MD-02

Fungsi : Memisahkan allyl chloride dari hasil samping

Jenis : Packed Tower

Bahan konstruksi : Carbon steel SA 167 grade 5

Jumlah plate : 10

BAB VI Analisa Ekonomi

Tinggi menara : 4,3060 m

Tinggi head : 0,0980 m

Teball shell : 0,1875 in

Tebal head : 0,25 in

Kondisi Operasi

· Puncak : 341,8952 K

P = 8 atm

· Dasar : T = 415,6122 K

P = 8 atm

3.34 MENARA DISTILASI 3

Kode : MD-03

Fungsi : Memurnikan produk (Allyl chloride)

Jenis : Packed Tower

Bahan konstruksi : Carbon steel SA 167 grade 5

Jumlah plate : 19

Diameter : 1,4558 ft

Tinggi menara : 8,0743 m

Tinggi head : 5,1970 m

Tebal shell : 0,25 in

Tebal head : 0,1875 in

Kondisi Operasi

BAB VI Analisa Ekonomi

P = 8 atm

· Dasar : T = 456,4421 K

P = 8 atm

3.35 REBOILER 1

Kode : REB-01

Fungsi : Menguapkan kembali hasil bawah menara distilasi

MD-01 untuk dikembalikan ke menara.

Jenis : Kettle reboiler

Bahan konstruksi : Carbon steel

Spesifikasi :

· _{OD tube : 0,75 in}

· ID tube : 0,482 in

· BWG : 10

· _{Passes : 1}

· _{Flow area} : 0,182 ft2

· Panjang : 8 ft

· _{Surface per 1ft : 0,1263 ft}2

3.36 REBOILER 2

BAB VI Analisa Ekonomi

Fungsi : Menguapkan kembali hasil bawah menara distilasi

MD-02 untuk dikembalikan ke menara.

Jenis : Kettle reboiler

Bahan konstruksi

· _{Tube : Carbon steel}

· _Shell : Carbon steel

Spesifikasi Tube

· OD tube : 0,75 in

· ID tube : 0,482 in

· _{BWG : 10}

· Susunan : Triangular pitch, Pt = 1 in

· Jumlah tube : 24

· Passes : 4

· _{Flow area : 0,0076 ft}2

· Panjang tube : 8 ft

· Surface per 1ft : 0,1263 ft2

Spesifikasi Shell

· ID shell : 8 in

· _{Passes : 4}

3.37 REBOILER 3

BAB VI Analisa Ekonomi

Fungsi : Menguapkan kembali hasil bawah menara distilasi

MD-03 untuk dikembalikan ke menara.

Jenis : Kettle reboiler

Bahan konstruksi

· _{Tube : Carbon steel}

· _Shell : Carbon steel

Spesifikasi Tube

· _{OD tube : 0,75 in}

· _{ID tube : 0,584 in}

· BWG : 14

· _{Susunan : Triangular pitch, Pt = 1 in}

· Jumlah tube : 203

· _Passes : 1

· Flow area : 0,3778 ft2

· _{Panjang tube : 16 ft}

· _Surface per 1ft : 0,1529 ft2

Spesifikasi Shell

· ID shell : 17,25 in

· Passes : 1

3.38 WASTE HEAT BOILER

BAB VI Analisa Ekonomi

Fungsi : Menurunkan suhu produk keluaran reaktor

sekaligus

: Membuat saturatedsteam

Jenis : Kettle boiler

ODT : 0,75 in

IDT : 0,584 in

BWG : 14

Flow area : 0,268 ft2

Panjang : 8 ft

Surface per 1 ft : 0,1529 ft2/ft

BAB IV

UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

BAB VI Analisa Ekonomi

Unit pendukung proses atau yang lebih dikenal dengan sebutan utilitas merupakan unit penunjang proses

produksi yang merupakan bagian penting untuk menunjang berlangsungnya proses suatu pabrik. Utilitas di pabrik allyl

chloride dirancang antara lain meliputi unit pengadaaan air, unit pengadaan steam, unit pengadaan listrik, unit pengadaan

bahan bakar dan unit pengolahan limbah.

1.Unit pengadaan air

Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi kebutuhan air sebagai berikut :

a. Air pendingin

b. Air umpan boiler

c. Air konsumsi umum dan sanitasi

d. Air keperluan proses

2. Unit pengadaan steam

Unit ini bertugas untuk menyediakan kebutuhan steam sebagai media pemanas untuk alat–alat heat

exchanger.

3. Unit pengadaan listrik

Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk peralatan proses, peralatan utilitas, peralatan elektronik atau listrik, AC, maupun untuk penerangan. Listrik disuplai dari PLN dan dari generator sebagai cadangan bila listrik dari PLN mengalami gangguan.

4. Unit pengadaan bahan bakar.

Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk kebutuhan boiler dan generator.

BAB VI Analisa Ekonomi

Unit ini bertugas menyediakan udara tekan untuk alat-alat kontrol. 6. Unit pengolahan limbah

Unit ini bertugas untuk mengolah bahan-bahan buangan atau hasil samping reaksi .

4.1.1. Unit Pengadaan Air

Air yang digunakan dalam pabrik allyl chloride ini berasal dari perusahaan air industri, yaitu PT. Krakatau Tirta Industri, Cilegon, Banten dengan pertimbangan sebagai berikut :

a. Pabrik berada di kawasan industri di mana kebutuhan air disediakan oleh pengelola kawasan industri.

b. Pasokan air baku dijamin kontinyu.

c. Telah memenuhi standar baku air minum

4.1.1.1. Air pendingin

Alasan digunakannya air sebagai media pendingin adalah karena faktor-faktor sebagai berikut :

a. Air dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah.

b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya.

c. Dapat menyerap sejumlah panas per satuan volume yang tinggi.

d. Tidak terdekomposisi.

Air pendingin ini digunakan sebagai pendingin pada kondensor. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam

pengolahan air pendingin :

BAB VI Analisa Ekonomi

TCI

= FC + WC

= Rp. 106.151.790.529

6.3

Biaya Produksi Total

(Total Production Cost)

6.3.1

Manufacturing Cost

(MC)

6.3.1.1

Direct Manufacturing Cost

(DMC)

Tabel 6.4

Direct manufacturing cost

No.

Jenis

Harga (Rp)

1.

Harga Bahan Baku

47.929.848.519

2.

Labor

1.620.000.000

3.

Supervisi

405.000.000

4.

Maintenance

6.824.419.267

5.

Plant Supplies

1.023.662.890

6.

Royalty

dan

patent

3.355.811.500

7.

Utilitas

17.721.581.164

Total Direct Manufacturing

Cost

(DMC)

77.260.323.340

BAB VI Analisa Ekonomi

Tabel 6.5

Indirect manufacturing cost

No.

Jenis

Harga (Rp)

1.

Payroll overhead

324.000.000

2.

Laboratory

324.000.000

3.

Plant over head

810.000.000

4.

Packaging & Shipping

16.779.057.502

Total Indirect Manufacturing

Cost

(IMC)

18.237.057.502

6.3.1.3

F ixed Manufacturing Cost

(FMC)

Tabel 6.6

Fixed manufacturing cost

No.

Jenis

Harga (Rp)

1.

Depresiasi

6.824.419.267

2.

Property tax

1.364.883.853

3.

Asuransi

682.441.927

Total F ixed Manufacturing Cost

(FMC)

8.871.745.047

Total

Manufacturing Cost

= DMC + IMC + FMC

= Rp. 104.369.125.888

BAB VI Analisa Ekonomi

Tabel 6.7.

General expense

No.

Jenis

Harga (Rp)

1.

Administrasi

5.033.717.251

2.

Sales

20.134.869.002

3.

Riset

3.355.811.500

4.

Finance

5.469.864.603

General Expense

(GE)

34.021.262.356

Biaya Produksi Total (TPC) = MC + GE

= Rp. 138.390.388.244

6.4.

Keuntungan (

Profit

)

Penjualan produk :

Total Penjualan Produk

= Rp.

167.790.575.019

Biaya produksi total (TPC)

= Rp. 138.390.388.244

Keuntungan sebelum pajak

= Rp. 29.400.186.775

Pajak diambil 20%

= Rp. 5.880.037.355

Keuntungan setelah pajak

= Rp. 23.520.149.420

BAB VI Analisa Ekonomi

1.

% Return of Invesment

(% ROI)

a. ROI sebelum pajak

= 43,08%

b. ROI setelah pajak

= 34,46%

2.

Pay Out Time

(POT)

a. POT sebelum pajak

= 1,88 tahun

b. POT setalah pajak

= 2,25 tahun

3.

Break Even Point

(BEP)

a. Besarnya BEP untuk Pabrik

Allyl Chloride

ini adalah :

BEP = 44,72 %

4.

Shut Down Point

(SDP)

Besarnya SDP untuk Pabrik

Allyl Chloride

ini adalah :

SDP = 27,07%

5.

Discounted Cash Flow

(DCF)

Besarnya DCF untuk Pabrik

Allyl Chloride

ini adalah :

DCF = 26,82%

Tabel 6.8. Analisa kelayakan

No.

Keterangan

Nilai

Batasan

1.

% Return on Investment (ROI) :

ROI sebelum pajak

ROI setelah pajak

43,08 %

34,46%

Min. 11%

-

2.

Pay Out Time (POT) :

POT sebelum pajak

POT setelah pajak

1,88 tahun

2,25tahun

Maks. 2 tahun

-

BAB VI Analisa Ekonomi

3.

Break Even Point (BEP)

44,72 %

40 - 60 %

4.

Shut Down Point (SDP)

27,077 %

-

5.

Discounted Cash Flow (DCF)

26,82 %

-

Dari hasil analisa kelayakan tersebut dapat disimpulkan bahwa investasi pendirian

Pabrik

Allyl Chloride

ini lebih menarik untuk dilakukan daripada menyimpan

uang di bank.

GRAFIK ANALISA KELAYAKAN

0

50

100

150

200

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% Kapasitas

N

il

a

i

x

R

p

.

1

.0

0

0

.0

0

0

.0

0

0

,-Ra

Fa

BEP

SDP

Va

Sa

Gambar 6.1 Grafik Analisa Kelayakan

DAFTAR PUSTAKA

Aries, R.S. and Newton, R.D. 1955. Chemical Engineering Cost Estimation. McGraw Hill International Book Company. New York Backhurst, J.R., & Harker, J.H., 1983, Process Plant Design. Heinemann Educational Books, London

Branan,C.R. 1994. Rules of Thumb for Chemical Engineers. Gulf Publishing Company. Houston Brown, G.G. 1978. Unit Operation. 3ed editions. McGraw Hill International Book Company. Tokyo Brownell, L.E. and Young, E.H. 1959. Process Equipment Design. 1

st

editions. John Wiley and Sons Inc. New York Chopey, N.P. 1994. Handbook of Chemical Engineering Calculations. 2nd edition. McGraw-Hill, Inc. United States of America

BAB VI Analisa Ekonomi

Coulson, J.M. and Richardson, J.F. 1983. An Introduction to Chemical Engineering. Allyn and Bacon Inc. Massachusetts Fogler, H.S. 1999. Element of Chemical Reaction engineering 3

rd

Edition. Prentice Hall. New Jersey Faith, W.L. and Keyes, D.B, 1957, Industrial Chemicals, John Wiley & Sons, Inc., USA

Geankoplis, C.J. and J.F. Richardson. Design Transport Process and Unit Operation. 1989. Pegamon Press. Singapore Geiringer, Paul L. Handbokk of Heat Transfer Media. 1962. Reinhold Publishing Corporation. New York

Groggins, P.H., 1958, Unit Process in Organics Synthesis, 5th edition, Mc. Graw Hill Book Company Inc. Japan Hill, Charles. G., 1977, An IntroductionTo Chemical Enggineering Kinetcs & Reactor Design, John Wiley & Sons, Inc. USA Hougen, Olaf A. and Watson, Kenneth M. Chemical Process Principles part three, 1957. John Wiley and Sons Inc, London Kern, D.Q. 1983. Process Heat Transfer. McGraw Hill International Book Company. Tokyo

Kirk, R.E. & Othmer, D.F. 1983. Encyclopedia of Chemical Technology. 3rd edition. A Wiley Inter Science Publisher Inc. New York Levenspiel, O. 1972. Chemical Reaction Engineering. 2nd edition. John Wiley and Sons Inc. Singapore

McCabe, W.I. and Smith, J.C. 1985. Unit Operation of Chemical Engineering. 4th edition. McGraw Hill Book Company. Singapore Perry, R.H. and Green, D.W. 1999. Perry’s Chemical Engineer’s Handbook. 7th edition. McGraw Hill Book Company. Singapore Peters, M.S and Timmerhause K.D. 2003. Pla nt design and Economics for Chemical Engineers. Mc Graw Hill Book Company. New York Rase, Howard F. 1981. Chemical Reactor Design for Process Plant. 3ed editions. McGraw Hill International Book Company. Tokyo

Smith, J.M and Van Ness, H.C. 1987. Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. 4th edition. McGraw Hill International Book Company. Tokyo.

Ulrich, G.D. 1984. A Guide To Chemical Engineering Process Design and Economics. John Wiley and Sons Inc. Canada Vilbrandt, F.C and Dryden, C.E. 1959. Chemical Engineering Plant Design. 4

th

edition. McGraw Hill International Book Company. Kogakusha ltd. Tokyo

Wallas, S.M. 1988. Chemical Process Equipment (Selection and Design). 3ed editions. Butterworth. United States of America Wankat, P.C. 1944. Equilibrium Staged Separations. Prentice Hall. New Jersey

Yaws, C.L. 1999. Chemical Properties Handbook. McGraw Hill Company. New York www.che.cemr.wvu.edu

www.freepatentsonline.com www.nikki-chem.co.jp

www.chemoga s.com www.tocc.co.th