PABRIK ALUMINIUM ANHYDROUS DENGAN PROSES CHLORINASI.

PABRIK ALUMINIUM ANHYDROUS

DENGAN PROSES CHLORINASI

PRA RENCANA PABRIK

Oleh :

ANIK TRESNAWATI

063101 0088

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR

LEMBAR PENGESAHAN

PABRIK ALUMINIUM CHLORIDE ANHYDROUS

DENGAN PROSES CHLORINASI

Oleh :

ANIK TRESNAWATI

063101 0088

Disetujui untuk diajukan dalam ujian lisan

Dosen Pembimbing,

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan rasa syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa dan dengan segala rahmat serta karuniaNya sehingga penyusun telah dapat menyelesaikan Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Aluminium Chloride Anhydrous Dengan Proses Chlorinasi”, dimana Tugas Akhir ini merupakan tugas yang diberikan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program pendidikan kesarjanaan di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional Surabaya.

Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Aluminium Chloride Anhydrous Dengan Proses Chlorinasi” ini disusun berdasarkan pada beberapa sumber yang berasal dari beberapa literatur , data-data , majalah kimia, dan internet.

Pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih atas segala bantuan baik berupa saran, sarana maupun prasarana sampai tersusunnya Tugas Akhir ini kepada :

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT

Selaku Dekan FTI UPN “Veteran” Jawa Timur 2. Ibu Ir. Retno Dewati, MT

Selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia, FTI,UPN “Veteran” Jawa Timur. 3. Ibu Ir. Ely Kurniati, MT

selaku dosen pembimbing.

5. Seluruh Civitas Akademik Jurusan Teknik Kimia , FTI , UPN “Veteran” Jawa Timur.

6. Kedua orangtua kami yang selalu mendoakan kami.

7. Semua pihak yang telah membantu , memberikan bantuan, saran serta dorongan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

Kami menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu segala kritik dan saran yang membangun kami harapkan dalam sempurnanya tugas akhir ini.

Sebagai akhir kata, penyusun mengharapkan semoga Tugas Akhir yang telah disusun ini dapat bermanfaat bagi kita semua khususnya bagi mahasiswa Fakultas Teknologi Industri jurusan Teknik Kimia.

Surabaya , Desember 2010 Penyusun,

INTISARI

Perencanaan pabrik aluminium chloride anhydrous ini diharapkan dapat berproduksi dengan kapasitas 20.000 ton/tahun dalam bentuk kristal. Pabrik beroperasi secara kontinyu berjalan selama 24 jam tiap hari dan 330 hari kerja dalam setahun.

Aluminium chloride juga digunakan pada industri farmasi, industri tekstil, industri kimia organik, industri pengolahan karet, dan industri minyak pelumas (chemicalland21). Maka pendirian pabrik aluminium chloride di Indonesia mempunyai peluang investasi yang menjanjikan dan mempunyai profitabilitas yang cukup tinggi. Secara singkat, uraian proses dari pabrik aluminium chloride sebagai berikut :

Pertama-tama aluminium scrap dichlorinasi pada furnace membentuk uap aluminium chloride. Uap aluminium chloride kemudian dikondensasi pada condenser, dikristalisasi pada crystallizer dan kemudian dipisahkan pada centrifuge. Kristal kemudian dikeringkan pada rotary dryer, didinginkan dan kemudian dihaluskan pada ball mill sebagai produk akhir.

Pendirian pabrik berlokasi di Manyar, Gresik dengan ketentuan : Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas Sistem Organisasi : Garis dan Staff Jumlah Karyawan : 194 orang Sistem Operasi : Kontinyu

Analisa Ekonomi :

* Massa Konstruksi : 2 Tahun

* Umur Pabrik : 10 Tahun

* Fixed Capital Investment (FCI) : Rp. 17.841.797.000 * Working Capital Investment (WCI) : Rp. 5.476.750.000 * Total Capital Investment (TCI) : Rp. 23.318.547.000 * Biaya Bahan Baku (1 tahun) : Rp. 50.341.104.000 * Biaya Utilitas (1 tahun) : Rp. 4.590.887.000

- Steam = 111.648 lb/hari

- Air pendingin = 237 M3/hari

- Listrik = 4.944 kWh/hari

- Bahan Bakar = 1.368 liter/hari

* Biaya Produksi Total (Total Production Cost) : Rp. 65.721.001.000 * Hasil Penjualan Produk (Sale Income) : Rp. 82.615.788.000 * Bunga Bank (Kredit Investasi Bank Mandiri) : 19%

* Internal Rate of Return : 24,76%

* Rate On Investment : 23,40%

* Pay Out Periode : 3,8 Tahun

DAFTAR TABEL

Tabel VII.1. Instrumentasi pada Pabrik ………... VII - 5 Tabel VII.2. Jenis Dan Jumlah Fire – Extinguisher ………. VII - 7 Tabel VIII.2.1. Baku mutu air baku harian ……….………… VIII-7 Tabel VIII.2.3. Karakteristik Air boiler dan Air pendingin ………… VIII-9 Tabel VIII.4.1. Kebutuhan Listrik Untuk Peralatan Proses Dan Utilitas

……….……….……….…… VIII-60 Tabel VIII.4.2. Kebutuhan Listrik Untuk Penerangan Ruang Pabrik

Dan Daerah Proses ……….………. VIII-62 Tabel IX.1. Pembagian Luas Pabrik ……….……… IX - 8 Tabel X.1. Jadwal Kerja Karyawan Proses ……….…… X - 11 Tabel X.2. Perincian Jumlah Tenaga Kerja ……….…… X - 13 Tabel XI.4.A. Hubungan kapasitas produksi dan biaya produksi … XI - 8 Tabel XI.4.B. Hubungan antara tahun konstruksi dengan modal sendiri

……….……….……….…… XI - 9 Tabel XI.4.C. Hubungan antara tahun konstruksi dengan modal pinjaman ……….……….……….……… XI - 9 Tabel XI.4.D. Tabel Cash Flow ……….……….…… XI - 10 Tabel XI.4.E. Pay Out Periode ……….……….…… XI - 14 Tabel XI.4.F. Perhitungan discounted cash flow rate of return …… XI - 15

DAFTAR GAMBAR

Gambar IX.1 Lay Out Pabrik ……….……….………… IX - 9 Gambar IX.2 Peta Lokasi Pabrik ……….……….……… IX - 10 Gambar IX.3 Lay Out Peralatan Pabrik ……….………. IX - 11 Gambar X.1 Struktur Organisasi Perusahaan ……….………… X - 14 Gambar XI.1 Grafik BEP ……….……….……… XI - 17

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ……….……….………. i

KATA PENGANTAR ……….……….………. ii

INTISARI ……….……….……….……… iv

DAFTAR TABEL ……….……….……….…… vi

DAFTAR GAMBAR ……….……….……… vii

DAFTAR ISI ……….……….……….………… viii BAB I PENDAHULUAN ……….……….……… I – 1 BAB II SELEKSI DAN URAIAN PROSES ……….…… 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 LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ……….. IX – 1 BAB X ORGANISASI PERUSAHAAN ……….………… X – 1 BAB XI ANALISA EKONOMI ……….……….… XI – 1 BAB XII PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN ……….. XII – 1

BAB I PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Aluminium chloride atau disebut juga dengan aluminium trichloride atau trichloro alumane adalah suatu senyawa kimia an-organik yang dikenal sebagai salah satu jenis katalis yang banyak digunakan pada industri kimia sintetis, khususnya untuk reaksi Friedel-Crafts, contohnya pada pembuatan anthraquinone dari benzene dan phosgene. Secara ilmiah aluminium chloride tidak terdapat di alam, melainkan dibuat secara sintetis. (wikipedia.org)

Dengan semakin berkembangnya corak hidup manusia maka penggunaan metode reaksi Friedel-Crafts juga semakin meningkat, hal ini mengakibatkan kebutuhan aluminium chloride di dunia juga semakin meningkat, mengingat aluminium chloride merupakan katalis yang sering digunakan pada reaksi Friedel-Crafts tersebut.

Pembuatan aluminium chloride dengan cara chlorinasi bahan mengandung aluminium telah diteliti dan telah digunakan lebih dari 50 tahun. Pada tahun 1913 sampai 1938 Thomas telah mendaftarkan 56 paten dengan beberapa aspek proses pembuatan. Pada tahun 1920 sampai 1960 Gulf Oil Company memproduksi aluminium chloride dari kalsinasi bauxite dan coke. Bahan baku dikalsinasi pada suhu 825C dan kemudian diumpankan ke dalam reaktor, dimana chlorine dan oxygen ditambahkan sampai pencapaian reaksi dari chlorine. (Keyes : 73)

Pendahuluan --- I - 2

Industri aluminium chloride di Indonesia mempunyai perkembangan yang stabil, hal ini dapat dilihat dengan berkembangnya industri kimia, terutama kebutuhan katalis pada industri kimia proses contohnya industri petrokimia yang menghasilkan produk alkyl benzene, ethyl benzene, alkyl aryl ketone serta ethyl chloride. Aluminium chloride juga digunakan pada industri farmasi, industri tekstil, industri kimia organik, industri pengolahan karet, dan industri minyak pelumas (chemicalland21). Maka pendirian pabrik aluminium chloride di Indonesia mempunyai peluang investasi yang menjanjikan dan mempunyai profitabilitas yang cukup tinggi.

I.2. Manfaat

Manfaat lebih lanjut dengan didirikannya pabrik ini diharapkan dapat mengurangi impor aluminium chloride, sehingga Indonesia tidak mengimpor aluminium chloride. Dengan demikian dapat mendorong pertumbuhan industri-industri kimia, menciptakan lapangan pekerjaan, mengurangi pengangguran dan yang terakhir diharapkan dapat menumbuhkan serta memperkuat perekonomian di Indonesia. Kebutuhan aluminium chloride di Indonesia dipenuhi oleh beberapa negara pengimpor. Berdasarkan data statistik, sampai saat ini Indonesia masih membutuhkan aluminium chloride dari negara-negara penghasil aluminium chloride.

Pendahuluan --- I - 3

I.3. Aspek Ekonomi

Aluminium chloride mempunyai kegunaan yang luas pada bidang industri dan merupakan katalis utama pada beberapa industri kimia proses. Penggunaan katalis yang efektif dan efisien telah menjadi tren dengan makin maraknya penggunaan katalis an-organik. Harga aluminium chloride juga cukup tinggi di pasaran jika dibandingkan dengan jenis katalis lainnya lainnya hal ini menunjukkan produksi aluminium chloride memiliki prospek yang menguntungkan dan mampu bersaing dengan produk katalis lainnya.

Aluminium chloride sangat penting dalam industri kimia proses baik dibidang farmasi, minyak pelumas, maupun tekstil. Data kebutuhan dari Departemen Perindustrian dan Perdagangan tahun 2005-2009 terlihat pada table I.1, sehingga kebutuhan pada tahun 2012 dapat ditentukan dengan metode regresi linier dan penentuan prediksi kapasitas produksi dapat direncanakan.

Tabel I.1. Data Kebutuhan Aluminium chloride di Indonesia

Tahun Kebutuhan

(ton/th)

2005 12.778 2006 18.220 2007 21.650 2008 24.350 2009 28.355 Sumber : Depperindag

Pendahuluan --- I - 4

Digunakan metode Regresi Linier (Peters : 760), dengan persamaan : y = ab(xx)

Dengan : a = y (rata-rata harga y : kapasitas) x = rata-rata harga x : (tahun)

b =

 

n x x n y x y x 2 2 i i       

(n = jumlah data) (x = tahun)

Didapat : a = 21.071

b =





5 10.035 20.140.255 5 355 1.057.217. 5 211.480.75 2 2 _  = 3.728

Persamaa linier : y = 21.071 + 3.728 (x - 2.007)

Pabrik direncanakan berproduksi pada tahun 2012 dengan masa konstruksi selama 2 tahun, maka x = 2012 , sehingga didapat kebutuhan pada tahun 2012,

y = 21.071 + 3.728 (2012 - 2.007) = 39.713 ton/th

Untuk kapasitas pabrik terpasang direncanakan digunakan 50% dari kapasitas perhitungan, maka kapasitas produksi terpasang = 50% x 40.000 ton/th

Kapasitas produksi = 20.000 ton/th / 330 hari/th  61 ton/hari

Dengan demikian, maka penting sekali adanya perencanaan pendirian pabrik aluminium chloride di Indonesia. Hal ini membantu industri-industri kimia di dalam negeri dalam penyediaan bahan baku dan bila memungkinkan untuk komoditi ekspor yang dapat meningkatkan devisa negara.

Pendahuluan --- I - 5

I.4. Sifat Bahan Baku dan Produk Bahan Baku :

I.4.A. Aluminium metal (Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7ed)

Nama Lain : aluminium scrap

Rumus Molekul : Al (komponen utama)

Rumus Bangun : Al

Berat Molekul : 27

Warna : perak

Bau : tidak berbau

Bentuk : powder

Specific gravity : 2,700

Melting point : 660C Boiling point : 2056C Solubility, Cold Water : tidak larut Solubility, Hot Water : tidak larut

Komposisi aluminium scrap : (PT. Alumindo Perkasa)

Komponen % Berat

Al 99,999%

Fe 0,001%

Pendahuluan --- I - 6

I.4.B. Chlorine (Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7ed)

Nama Lain : Dichlorine, Molecular Chlorine Rumus Molekul : Cl2 (komponen utama)

Rumus Bangun : Cl – Cl

Berat Molekul : 71

Warna : kuning kehijauan

Bau : berbau tajam

Bentuk : gas (liquifying)

Specific gravity : 1,560

Melting point : -101,6C (1 atm) Boiling point : -34,6C (1 atm) Solubility, Cold Water : 1,46 kg/100 kgH2O (H2O=0C) Solubility, Hot Water : 0,57 kg/100 kgH2O (H2O=30C)

Komposisi Chlorine : (PT. Toya Indo Manunggal, Surabaya)

Komponen % Berat

Cl2 99,00%

O2 1,00%

Pendahuluan --- I - 7

Produk :

I.4.C. Aluminium Chloride (Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7ed)

Nama Lain : Aluminium Trichloride

Rumus Molekul : AlCl3 (komponen utama)

Rumus Bangun : _Cl

Cl Al

Cl

Berat Molekul : 133,5

Warna : putih

Bau : tidak berbau

Bentuk : powder

Specific gravity : 2,440

Melting point : 194C

Boiling point : 182,7C (terdekomposisi) Solubility, Cold Water : 69,87 kg/100 kg H2O Solubility, Hot Water : 100 kg/100 kg H2O

Komposisi Aluminium Chloride teknis : (PT.Justus Kimiaraya)

Kadar aluminium chloride dalam produk = minimal 98%

II - 1

---BAB II

SELEKSI DAN URAIAN PROSES

II.1. Tinjauan Proses

Pada dasarnya pembuatan aluminium chloride dapat dilakukan dengan dua cara yang berbeda, akan tetapi proses yang dijalankan adalah sama, yaitu chlorinasi. Perbedaan yang utama adalah dari penggunaan bahan baku pada proses tersebut. Secara garis besar pembuatan aluminium chloide dapat dibedakan menajadi :

1. Pembuatan Aluminium Chloride dari Aluminium Metal dan Chlorine 2. Pembuatan Aluminium Chloride dari Bauxite dan Chlorine

Seleksi Dan Uraian Proses --- II - 2

---Pada proses chlorinasi aluminium metal ini, dapat dibagi menjadi 3 tahap utama, secara ringkas aliran proses yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut : 1. Tahap Chlorinasi

Pada tahap ini scrap aluminium metal diumpankan kedalam sebuah furnace sampai dengan meleleh (melting point = 660 C). Gas chlorine dihembuskan ke dalam furnace sehingga terjadi kontak dengan aluminium dan membentuk aluminium chloride. Produk aluminium chloride yang keluar pada bagian atas dari furnace masih berbentuk gas karena boiling pointmya adalah 182.7 C.

2. Tahap Kondensasi

Uap aluminium chloride dari furnace kemudian dikondensasikan pada alat air-cooled iron condenser, dimana suhu sublimasi aluminium chloride adalah 178 C. Produk dari condenser kemudian dikemas sebagai produk akhir.

3. Tahap Absorbsi

Dengan ketentuan tentang rate dari chlorine, yaitu tidak ada chlorine yang terkandung pada produk gas dari furnace. Akan tetapi untuk mencegah terjadi hal-hal yang tidak diinginkan, maka diasumsikan terdapat gas chlorine yang tidak bereaksi membentuk aluminium chlorine. Dalam hal ini sebuah absorber diperlukan untuk mengabsorbsi gas chlorine dan gas aluminium chlorine yang tidak terkondensasi dalam condenser.

Seleksi Dan Uraian Proses --- II - 3

---II.1.B. Pembuatan Aluminium Chloride dari Bauxite dan Chlorine

Pada proses chlorinasi bauxite ini, dapat dibagi menjadi 3 tahap utama, secara ringkas aliran proses yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Tahap Briquetting

Pada tahap ini pertama-tama bauxite (58 % Al2O3) dikalsinasi pada sebuah rotary kiln pada suhu 1800 F untuk memisahkan komponen combine water yang ada pada bauxite. Bauxite produk dari kiln, kemudian dicampur dengan coke pada sebuah mixer dengan kebutuhan coke 1/2 – 1/3 dari berat bauxite. Campuran bahan kemudian dihaluskan pada pulveriser. Bahan yang sudah halus (powder) kemudian dicampur dengan asphalt. Penambahan asphalt dimaksudkan untuk mempermudah proses briquetting. Proses briquetting dilakukan pada sebuah mesin briquette , dengan ketentuan berat briquette sebesar 2 lb. Briquette dari

Seleksi Dan Uraian Proses --- II - 4

---mesin briquette kemudian di re-kalsinasi pada rotary kiln ke-2 untuk memperoleh kadar karbon dalam briquette sebesar 18 persen.

2. Tahap Chlorinasi

Briquette panas produk kiln ke-2 diumpankan kedalam vertikal shaft kiln untuk proses chlorinasi. Pada vertikal shaft kiln, udara panas dihembuskan pada bagian bawah vertikal shaft kiln sehingga panas sistem mencapai 1600 F dengan waktu sekitar 15 menit. Udara panas dihentikan untuk kemudian diumpankan gas chlorine dari bagian atas vertikal shaft kiln sampai semua alumina terkonversi menjadi aluminium chloride dengan waktu 8 sampai 10 jam.

3. Tahap Kondensasi

Produk aluminium chloride dari vertikal shaft kiln berbentuk gas, sehingga perlu dilakukan sublimasi pada sebuah condenser. Sebelum diumpankan ke condenser, uap aluminium chloride didinginkan terlebih dahulu pada sebuah cooler. Produk dari condenser kemudian dikemas sebagai produk akhir.

Seleksi Dan Uraian Proses --- II - 5

---II.2. Seleksi Proses Dan Uraian Proses II.2.A. Seleksi Proses

Dari uraian proses yang telah diketengahkan, maka dapat ditabelkan perbedaan dan persamaan dari proses tersebut diatas, adapun tabel tersebut sebagai berikut :

Nama Proses Pembatas

Chlorinasi Aluminium Metal Chlorinasi Bauxite

Bahan Baku Alumunium dan Chlorine Bauxite, Coke, Chlorine, Asphalt

Pengendalian bahan

baku utama biasa khusus (briquetting)

Chlorinator Electric Furnace Vertical Shaft Kiln

Suhu Chlorinasi 660 oC 982.23 oC

Peralatan sedikit lengkap

Kapasitas pabrik 500 – 12000 ton/tahun 7000 – 13000 ton/tahun Maintenance furnace lebih mahal shaft kiln lebih murah sumber : Keyes ,p.70-73

Dari tabel diatas, dipilih proses pembuatan aluminium chloride dari aluminium scrap dan chlorine, dengan faktor – faktor :

1. Bahan baku lebih mudah didapat. (Banyak di pasaran) 2. Suhu operasi lebih rendah. (660C)

3. Kapasitas pabrik bisa lebih besar. (sekitar 12000 ton/tahun) 4. Investasi lebih ekonomis. (peralatan lebih sederhana)

Seleksi Dan Uraian Proses --- II - 6

---II.2.B. Uraian Proses

Pembuatan aluminium chloride dengan proses chlorinasi aluminium dapat dibagi menjadi tiga unit utama :

A. Unit Pengendalian Bahan Baku (Kode Unit : 100)

B. Unit Proses (Kode Unit : 200)

C. Unit Pengendalian Produk (Kode Unit : 300)

Secara singkat dapat dijelaskan sebagai berikut :

Pertama-tama aluminium scrap dari gudang 110 diumpankan pada bin F-113 dengan belt conveyor J-111 dan bucket elevator J-112. Dari silo F-F-113, aluminium scrap kemudian diumpankan ke electric furnacce Q-210. Pada electric furnace Q-210, aluminium scrap dipanaskan sampai dengan suhu 660C pada tekanan 1 atm (tekanan atmosfer), sehingga meleleh. Setelah aluminium meleleh, kemudian gas chlorine dari F-120 dihembuskan ke electric furnace berdasarkan perbedaan tekanan pada saat keluar dari reducing valve (K). Pada electric furnace terjadi chlorinasi aluminium membentuk aluminium chloride.

Reaksi yang terjadi : (Keyes : 70)

2 Al (L) + 3 Cl2 (G)  2 AlCl3 (G)

Produk reaksi berupa gas aluminium chloride dan impuritisnya kemudian dialirkan ke exchanger E-211 yang berfungsi sebagai penukar panas, sehingga suhu gas keluar turun menjadi 220C sedangkan panas yang hilang dimanfaatkan untuk mengolah air umpan boiler (Boiler Feed Water) menjadi steam.

Seleksi Dan Uraian Proses --- II - 7

---Gas aluminium chloride kemudian dikondensasi pada condenser E-220 pada suhu 180C (titik didih aluminium chloride = 182,7C) dengan mengalirkan air pendingin. Kondensat aluminium chloride kemudian ditampung pada tangki kondensat F-230, sedangkan gas yang tidak terkondensasi kemudian dialirkan ke scrubber D-221 untuk proses penyerapan. Pada scrubber D-221, campuran gas diserap dengan air proses secara berlawanan arah sehingga gas-gas yang berbahaya terserap oleh air menjadi limbah cair, sedangkan gas yang lolos, sudah memenuhi syarat baku mutu limbah gas untuk dibuang ke udara bebas.

Kondensat aluminium chloride dari tangki kondensat F-230, kemudian dikristalisasi pada crystallizer S-240 sehingga terbentuk kristal aluminium chloride anhydrous. Kristal dan mother liquor kemudian difiltrasi pada centrifuge, dimana mother liquor direcycle kembali ke crystallizer, sedangkan kristal basah aluminium chloride anhydrous dialirkan ke rotary dryer B-260 dengan screw conveyor J-252. Pada rotary dryer B-260, terjadi proses pengeringan kristal dengan bantuan udara panas secara berlawanan arah (counter-current). Udara panas dihasilkan dari udara bebas yang sudah disaring dan dikeringkan (dehumidifying) dihembuskan dengan blower G-262 dan dipanaskan pada heater E-263. Proses pengeringan berlangsung dengan suhu 100C (berdasarakan titik didih air). Produk kristal kemudian diumpankan pada cooling conveyor E-270 untuk proses pendinginan sampai suhu kamar (32C), sedangkan udara panas dan padatan terikut keluar dari dryer kemudian dipisahkan pada cyclone H-261, dimana udara panas dibuang ke pengolahan limbah gas, sedangkan padatan terikut diumpankan ke cooling conveyor E-270 bersamaan dengan produk bawah rotary dryer.

Seleksi Dan Uraian Proses --- II -

---8

Kristal aluminium chloride anhydrous yang sudah dingin, kemudian diumpankan ke ball mill C-280 dengan bucket elevator J-271 untuk proses penghalusan. Pada ball mill, kristal aluminium chloride anhydrous dihaluskan sampai ukuran 100 mesh dan kemudian disaring pada screen H-281. Kristal yang tidak lolos ayak kemudian direcycle ke ball mill dengan belt conveyor J-282, sedangkan kristal aluminium chloride anhydrous 100 mesh , kemudian ditampung pada silo F-320 sebagai produk akhir kristal aluminium chloride anhydrous.

III - 1

---BAB III NERACA MASSA

Kapasitas produksi = 20.000 ton/tahun

Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun Satuan massa = kilogram / jam

1. ELECTRIC FURNACE ( Q - 210 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Aluminium scrap dr F-110 * Campuran gas ke E-220

Al 520,9948 AlCl3 2576,0299

Fe 0,0052 FeCl3 0,0151

521,0000 Cl2 8,1150

* Gas chlorine dr F-120 O2 20,8400

Cl2 2063,1600 2605,0000

O2 20,8400

2084,0000

2605,0000 2605,0000

2. CONDENSER ( E - 220 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Campuran gas dr Q-210 * Campuran gas ke D-221

AlCl3 2576,0299 Cl2 8,1150

FeCl3 0,0151 O2 20,8400

Cl2 8,1150 28,9550

O2 20,8400 * AlCl3 ke S-240

2605,0000 AlCl3 2576,0299

FeCl3 0,0151

2576,0450

Neraca Massa --- III - 2

---3. SCRUBBER ( D - 221 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Campuran gas dr E-220 * Limbah gas

Cl2 8,1150 Cl2 0,0812

O2 20,8400 O2 20,6004

28,9550 20,6816

* Air proses dr utiltas * Limbah cair

H2O 1409,4386 Cl2 8,0338

O2 0,2396

H2O 1409,4386

1417,7120

1438,3936 1438,3936

4. CRYSTALLIZER ( S - 240 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* AlCl3 dr E-220 * Campuran ke H-250

AlCl3 2529,6614 AlCl3 (C) 2524,5093 FeCl3 0,0015 AlCl3 (L) 51,5206 2529,6629 FeCl3 0,0151

* Mother liquor dr H-250 2576,0450

AlCl3 46,3685

FeCl3 0,0136

46,3821

Neraca Massa --- III - 3

---5. CENTRIFUGE ( H - 250 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Campuran dr S-240 * Kristal basah ke B-260

AlCl3 (C) 2524,5093 AlCl3 (C) 2524,5093 AlCl3 (L) 51,5206 AlCl3 (L) 5,1521

FeCl3 0,0151 FeCl3 0,0015

2576,0450 2529,6629

* Mother liquor ke S-240

AlCl3 (L) 46,3685

FeCl3 0,0136

46,3821

2576,0450 2576,0450

6. ROTARY DRYER ( B - 260 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Kristal basah dr H-250 * Kristal AlCl3 ke E-270

AlCl3 (C) 2524,5093 AlCl3 2504,3647 AlCl3 (L) 5,1521 FeCl3 0,0013

FeCl3 0,0015 2504,3660

2529,6629 * Campuran ke H-261

AlCl3 25,2967

FeCl3 0,0002

25,2969

Neraca Massa --- III - 4

---7. CYCLONE ( H - 261 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Campuran dr B-260 * Kristal AlCl3 ke E-270

AlCl3 25,2967 AlCl3 25,0437

FeCl3 0,0002 FeCl3 0,0001

25,2969 25,0438

* Limbah gas

AlCl3 0,2530

FeCl3 0,0001

0,2531

25,2969 25,2969

8. COOLING CONVEYOR ( E - 270 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Kristal AlCl3 dr B-260 * Kristal AlCl3 ke C-280

AlCl3 2504,3647 AlCl3 2529,4084

FeCl3 0,0013 FeCl3 0,0014

2504,3660 2529,4098

* Kristal AlCl3 dr H-261

AlCl3 25,0437

FeCl3 0,0001

25,0438

Neraca Massa --- III -

---5

9. BALL MILL ( C - 280 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Kristal AlCl3 dr E-270 * Kristal AlCl3 ke H-281

AlCl3 2529,4084 AlCl3 2655,8788

FeCl3 0,0014 FeCl3 0,0015

2529,4098 2655,8803

* Recycle dr H-281

AlCl3 126,4704

FeCl3 0,0001

126,4705

2655,8803 2655,8803

10. SCREEN ( H - 281 )

Komponen Masuk (kg/j) Komponen Keluar (kg/j)

* Kristal AlCl3 ke C-280 * Kristal AlCl3 ke F-310

AlCl3 2655,8788 AlCl3 2529,4084

FeCl3 0,0015 FeCl3 0,0014

2655,8803 2529,4098

* Recycle ke C-280

AlCl3 126,4704

FeCl3 0,0001

126,4705

IV - 1

---BAB IV NERACA PANAS

Kapasitas produksi = 20.000 ton/tahun

Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun Satuan massa = kilogram / jam

Satuan panas = kilokalori / jam

1. ELECTRIC FURNACE ( Q - 210 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Aluminium scrap dr F-110 * Campuran gas ke E-211

Al 556,5024 AlCl3 898469,6644

Fe 0,0030 FeCl3 1,7240

556,5054 Cl2 625,9902 * Gas chlorine dr F-120 O2 3485,9660

Cl2 1227,4353 902583,3446

O2 27,1853

1254,6206

Reaksi -2259938,5818

* Q supply 3327064,0004 * Q loss 166353,2

1068936,5446 1068936,5446

2. EXCHANGER ( E - 221 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Campuran gas dr Q-210 * Campuran gas ke E-220

AlCl3 898469,6644 AlCl3 117398,0808

FeCl3 1,7240 FeCl3 0,1453

Cl2 625,9902 Cl2 189,4865

O2 3485,9660 O2 1063,2863

902583,3446 118650,9989

* Q serap 783932,3457

Neraca Panas --- IV - 2

---3. CONDENSER ( E - 220 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Campuran gas dr E-211 * Campuran gas ke D-221

AlCl3 117398,0808 Cl2 150,4199

FeCl3 0,1453 O2 844,6579

Cl2 189,4865 995,0778

O2 1063,2863 * AlCl3 ke S-240

118650,9989 AlCl3 93316,4232

FeCl3 0,1144

93316,5376

* Q serap 24339,3835

118650,9989 118650,9989

4. SCRUBBER ( D - 221 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Campuran gas dr E-220 * Limbah gas

Cl2 150,4199 Cl2 0,8131

O2 844,6579 O2 430,4318

995,0778 431,2449

* Air proses dr utiltas * Limbah cair

H2O 3149,3145 Cl2 43,0930

O2 2,8191

H2O 3149,3145

3195,2266

* Q serap 517,9208

Neraca Panas --- IV - 3

---5. CRYSTALLIZER ( S - 240 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* AlCl3 dr E-220 * Campuran ke H-250

AlCl3 91636,3968 AlCl3 (C) 1753,9211

FeCl3 0,1144 AlCl3 (L) 84,3024

91636,5112 FeCl3 0,0050

* Mother liquor dr H-250 1838,2285

AlCl3 75,8722

FeCl3 0,0050

75,8772

* Q crystallization 3097,4908 * Q serap 92971,6507

94809,8792 94809,8792

6. ROTARY DRYER ( B - 260 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Kristal basah dr H-250 * Kristal AlCl3 ke E-270

AlCl3 (C) 12528,0075 AlCl3 43896,7620

AlCl3 (L) 60,2160 FeCl3 0,0544

FeCl3 0,0360 43896,8164

12588,2595 * Campuran ke H-261

* Udara panas AlCl3 443,4300

Udara 150157,5334 FeCl3 0,0544

Udara 118405,4921

118848,9765

Neraca Panas --- IV -

---4

7. HEATER ( E - 263 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

Udara bebas Udara panas

Udara 7861,3427 Udara 150157,5334

* Q steam 149785,4639 * Q loss 7489,2732

157646,8066 157646,8066

8. COOLING CONVEYOR ( E - 270 )

Komponen Masuk (kkal/j) Komponen Keluar (kkal/j)

* Kristal AlCl3 dr B-260 * Kristal AlCl3 ke C-280

AlCl3 43896,7620 AlCl3 4138,0030

FeCl3 0,0544 FeCl3 0,0050

43896,8164 4138,0080

* Kristal AlCl3 dr H-261

AlCl3 438,9840

FeCl3 0,0544

439,0384 * Q serap 40197,8468

BAB V

SPESIFIKASI ALAT

Kapasitas produksi = 20.000 ton/tahun

Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun Satuan massa = kilogram / jam

Satuan panas = kilokalori / jam

1. ALUMINIUM SCRAP STOCK PILE ( F - 110 )

Fungsi : Menampung aluminium scrap dari supplier Dasar Pemilihan : Bahan berbentuk solid , tidak hygroskopis.

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure) - Suhu = 30C (suhu kamar)

- Waktu penyimpanan = 7 hari

Stock pile (gudang) berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.

Spesifikasi :

Kapasitas : 42 m3

Bentuk : empat persegi panjang Ukuran : Panjang = 4,4 m

Lebar = 4,4 m Tinggi = 2,2 m V - 1

Spesifikasi Alat --- V - 2

Bahan konstuksi : Beton Jumlah : 1 buah

2. BELT CONVEYOR - 1 ( J - 111 )

Fungsi : memindahkan bahan dari F-110 ke J-112

Type : Troughed belt conveyor with rolls of equal length Dasar pemilihan : dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan bahan

Masuk

Keluar



Spesifikasi :

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam Belt - width : 14 in

- trough width : 9 in - skirt seal : 2 in

Belt speed : (0,6 / 32) x 100 ft/mnt = 1,9 ft/min Panjang : 51 ft

Sudut elevasi : 11,3 o

Power : 4 Hp

Jumlah : 1 buah

3. BUCKET ELEVATOR - 1 ( J - 112 )

Fungsi : memindahkan bahan padat dari J-111 ke silo F-113 Type : Continuous Discharge Bucket Elevator

Spesifikasi Alat --- V - 3

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum = 14 ton/jam

Ukuran = 6 in x 4 in x 4 ¼ in Bucket Spacing = 12 in

Tinggi Elevator = 20 ft Ukuran Feed (maximum) = ¾ in

Bucket Speed = (0,6 / 14) x 225 ft/mnt = 2 ft/menit Putaran Head Shaft = (0,6 / 14) x 43 rpm = 7 rpm

Lebar Belt = 7 in

Power total = 3 hp

Alat pembantu = Hopper Chute (pengumpan)

Jumlah = 1 buah

4. BIN ALUMINIUM SCRAP ( F - 113 )

Fungsi : Menampung aluminium scrap untuk 8 jam proses. Type : silinder tegak dengan tutup atas datar dan bawah conis Dasar pemilihan : umum digunakan untuk menampung padatan

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure) - Suhu = suhu kamar

- Waktu penyimpanan = 8 jam proses

inlet

Outlet

Spesifikasi :

Volume : 70 cuft = 2 m3 Diameter : 3 ft

Tinggi : 9 ft

Spesifikasi Alat --- V - 4

Tebal tutup atas : 3/16 in Tebal tutup bawah : 3/16 in

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

Jumlah : 1 buah

5. TANGKI GAS CHLORINE ( F - 120 )

Fungsi : menampung gas chlorine dalam bentuk liquid Type : silinder horizontal dengan tutup dished

Dasar Pemilihan : efisien untuk penyimpanan dengan tekanan tinggi. Kondisi Operasi : - Tekanan = 6,8 atm (vapor pressure)

- Suhu = 30C (suhu kamar) - Waktu penyimpanan = 7 hari

Masuk

Keluar

Spesifikasi :

3 Volume : 14438 cuft = 409 M Tekanan : 6,8 atm gauge Diameter : 19 ft

Panjang : 57 ft

Tebal shell : 1 ½ in Tebal tutup : 1 ½ in

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212 grade B (Brownell : 276)

Jumlah : 4 buah

6. ELECTRIC FURNACE ( Q - 210 )

Fungsi : Chlorinasi aluminium metal menjadi aluminium chloride. Type : HTE-2020-30 (MIFCO Industrial Furnace Co.)

Spesifikasi Alat --- V - 5

Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 4 atm (tekanan furnace) * Suhu operasi = 660oC (Keyes : 70)

* Waktu kontak = 15 menit (Keyes : 71)

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum = 2500 lb/mnt

Temperature = maksimum 1982C (3600F) Listrik = 240 – 480 Volts ; 3 phase Watt Density = 11 W/in2 heating elemen

Diameter = 55 in

Lebar = 40 in

Tinggi = 72 in

Isolasi = Ceramic Refractory Tebal isolasi = 4 ½ in

Bahan konstruksi = Heavy Steel Plate Fabricated Furnace

Jumlah = 1 buah

7. EXCHANGER ( E - 211 )

Fungsi : Mendinginkan bahan dari suhu 660C menjadi suhu 220C Type : 1 – 2 Shell and Tube Heat Exchanger (Fixed Tube)

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

Spesifikasi Alat --- V - 6

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (tekanan atmosfer) - Suhu = 220C (berdasarkan AlCl3)

- Sistem kerja= kontinyu

Spesifikasi :

Tube : OD = ¾ in ; 16 BWG Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square Jumlah Tube , Nt = 166

Passes = 2

Shell : ID = 17,25 in

Passes = 1

Heat Exchanger Area , A = 521,4 ft2 = 49 m2

Jumlah exchanger = 1 buah

8. CONDENSER ( E - 220 )

Perhitungan dan penjelasan pada Bab VI Perencanaan Alat Utama

9. SCRUBBER ( D - 221 )

Fungsi : menyerap limbah gas dengan air proses. Type : silinder tegak , tutup bawah dan tutup atas dish

dilengkapi dengan : packing raschig ring dan sparger Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk proses penyerapan

Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer) * Suhu operasi = 30oC (suhu kamar)

Spesifikasi Alat --- V - 7

Spesifikasi : Dimensi tangki :

Volume : 5 cuft = 1 M3 Diameter : 1 ft

Tinggi : 5 ft

Tebal shell : 3/16 in Tebal tutup atas : 3/16 in Tebal tutup bawah : 3/16 in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

Spesifikasi packing :

Digunakan packing jenis raschig ring dengan spesifikasi : (Van Winkle : 607) Packing disusun secara acak (randomize)

Ukuran packing : 1 in Tebal packing : 1/8 in Free gas space : 73% Jumlah packing : 540 buah

Bahan konstruksi : Ceramic Stoneware

Sparger : Type : Standard Perforated Pipe

Bahan konstruksi : commercial steel

Bagian Atas : Diameter lubang : 4,35 mm

Jumlah cabang : 20 buah Lubang tiap cabang : 19 buah

Outlet Gas

Inlet Liquid

Outlet Liquid Inlet GasA

Packing Raschig ring

Spesifikasi Alat --- V - 8

Sparger Bagian Atas :

Diameter lubang : 3,98 mm Jumlah cabang : 20 buah Lubang tiap cabang : 21 buah Jumlah kolom : 1 buah

10. TANGKI KONDENSAT ( F - 230 )

Fungsi : menampung kondensat aluminium chloride

Type : silinder tegak , tutup bawah datar dan tutup atas dish Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk liquid pada tekanan atmospheric Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure)

- Suhu = 30C (suhu kamar) - Waktu penyimpanan = 1 hari

Spesifikasi :

Volume : 1140 cuft = 33 M3 Diameter : 11 ft

Tinggi : 11 ft

Tebal shell : 3/16 in Tebal tutup atas : 3/16 in Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

Jumlah : 1 buah

Masuk

Spesifikasi Alat --- V - 9

11. POMPA - 1 ( L - 231 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari F-230 ke S-240 Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan bahan liquid.

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 4,60 gpm Total DynamicHead : 30,23 ft.lbf/lbm Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 buah

12. CRYSTALLIZER ( S - 240 )

Fungsi : Kristalisasi larutan aluminium chloride dengan pendinginan. Type : Swenson-Walker Crystallizer

Spesifikasi Alat --- V - 10

Spesifikasi :

Kapasitas : 55 cuft Diameter : 3,8 ft Panjang : 12,7 ft Luas Cooling Area : 67 ft2/ft3

Power : 1 hp

Jumlah : 2 buah (1 buah standby running)

13. CENTRIFUGE ( H - 250 )

Fungsi : Memisahkan cake dan filtrat

Type : Disk-Bowls Centrifuge (automatic continuous discharge cake) Dasar Pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan , efisiensi tinggi.

Spesifikasi :

Bahan : Carbon Steel

Kapasitas maksimum : 10 gpm Diameter Bowl : 7 in

Speed : 12000 rpm

Maximum Centrifugal Force : 14300 lbf/ft2 Power Motor : 0,4 Hp

Spesifikasi Alat --- V - 11

14. POMPA - 2 ( L - 251 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari H-250 ke S-240 Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan bahan liquid.

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 0,10 gpm Total DynamicHead : 33,90 ft.lbf/lbm Effisiensi motor : 80%

Power : 1,5 hp = 1,2 kW Bahan konstruksi : Commercial Steel Jumlah : 1 buah

15. SCREW CONVEYOR ( J - 252 )

Fungsi : memindahkan bahan dari H-250 ke B-260 Type : Plain spouts or chutes

Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan dengan sistem tertutup

INLET

OUTLET Tampak

Depan

Tampak Samping

Spesifikasi :

Kapasitas : 37 cuft/jam

Spesifikasi Alat --- V - 12

Diameter : 6 in Kecepatan putaran : 26 rpm Power : 1,0 hp Jumlah : 1 buah

16. ROTARY DRYER ( B - 260 )

Fungsi : mengeringkan bahan dengan bantuan udara panas Type : Rotary Drum

Dasar pemilihan : sesuai untuk pengeringan padatan

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure) - Suhu = 100C (berdasarkan titik didih air)

- Waktu proses= Waktu melewati (time of passes)

Spesifikasi :

Kapasitas : 2529,6629 kg/jam Isolasi : Batu isolasi

Diameter : 0,9 m

Panjang : 4 m

Tebal isolasi : 4 in Tebal shell : 3/16 in Tinggi bahan : 0,443 ft Sudut rotary : 1

Time of passes : 15 menit Jumlah flight : 6 buah

Power : 9 hp

Spesifikasi Alat --- V - 13

17. CYCLONE ( H - 261 )

Fungsi : untuk memisahkan padatan yang terikut udara Type : Van Tongeren Cyclone

Dasar pemilihan : efektif dan sesuai dengan jenis bahan

Bc

Hc Gas

in

De Sc

Lc

Dc

Zc

Jc

Dust Out Gas Out

Bc = 1/4 Dc De = 1/2 Dc Hc = 1/2 Dc Lc = 2 Dc Sc = 1/8 Dc Zc = 2 Dc Jc = 1/4 Dc

Perry 6ed ; Figure. 20-106

Tampak Atas

Tampak Samping

Spesifikasi :

Kapasitas : 132,092 cuft/dt Diameter partikel : 0,000023ft Tebal shell : 3/16 in Tebal Tutup atas : 3/16 in Tebal Tutup bawah : 3/16 in

Jumlah : 1 buah

18. BLOWER ( G - 262 )

Fungsi : memindahkan gas dari udara bebas ke B-260 Type : Centrifugal Blower

Dasar Pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan , efisiensi tinggi.

Masuk

Keluar

Masuk

Spesifikasi Alat --- V - 14

Spesifikasi :

Bahan : Commercial Steel Rate Volumetrik : 3203 cuft/menit Adiabatic Head : 15000 ft.lbf/lbm gas Effisiensi motor : 80%

Power : 63 hp

Jumlah : 1 buah

19. HEATER ( E - 263 )

Fungsi : Memanaskan udara dari suhu 30C menjadi suhu 120C Type : 1 – 2 Shell and Tube Heat Exchanger (Fixed Tube) Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan

panas yang besar.

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure) - Suhu = 120C (berdasarkan suhu dryer)

- Sistem kerja= kontinyu

Spesifikasi :

Tube : OD = ¾ in ; 16 BWG Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square Jumlah Tube , Nt = 90

Passes = 2

Shell : ID = 13,25 in

Passes = 1

Bahan konstruksi shell = Carbon steel Heat Exchanger Area , A = 282,7 ft2 = 27 m2

Spesifikasi Alat --- V - 15

20. COOLING CONVEYOR ( E - 270 )

Fungsi : Mendinginkan bahan sampai dengan 32C Type : Plain spouts or chutes

Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan dengan sistem tertutup INLET

Tampak Samping Tampak

Depan

Spesifikasi :

Kapasitas : 37 cuft/jam

Panjang : 70 ft

Diameter : 6 in Kecepatan putaran : 26 rpm Tebal jaket standar : 2 in Power : 2,0 hp Jumlah : 1 buah

21. BUCKET ELEVATOR - 2 ( J - 271 )

Fungsi : memindahkan bahan padat dari E-270 ke C-280 Type : Continuous Discharge Bucket Elevator

Dasar pemilihan : untuk memindahkan bahan dengan ketinggian tertentu OUTLET JAKET

Spesifikasi Alat --- V - 16

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum = 14 ton/jam

Ukuran = 6 in x 4 in x 4 ¼ in Bucket Spacing = 12 in

Tinggi Elevator = 66 ft Ukuran Feed (maximum) = ¾ in

Bucket Speed = (2,6 / 14) x 225 ft/mnt = 42 ft/menit Putaran Head Shaft = (2,6 / 14) x 43 rpm = 8 rpm

Lebar Belt = 7 in

Power total = 4 hp

Alat pembantu = Hopper Chute (pengumpan)

Jumlah = 1 buah

22. BALL MILL ( C - 280 )

Fungsi : Menghaluskan solid sampai 100 mesh Type : Ball Mill Grinding System, Air-Lift Type Dasar pemilihan : dipilih jenis ini karena sesuai dengan bahan dan kapasitas.

Kondisi operasi : Tekanan operasi = 1 atm (atmospheric pressure) Suhu operasi = Suhu kamar

Spesifikasi Alat --- V - 17

Spesifikasi :

Sieve number : No. 100 Kapasitas maksimum : 105 ton/hari Ukuran ball mill : 6 ft x 4,5 ft Mill Speed : 24 rpm

Power : 85 hp

Bola Baja : - Ball charge : 8,9 ton

- Ukuran bola baja : 5” , 3 ½ “ , 2 ½ “ - Jumlah bola 5” : 577 buah

- Jumlah bola 3½“ : 1682 buah - Jumlah bola 2½“ : 4615 buah Jumlah ball mill : 1 buah

23. SCREEN ( H - 281 )

Fungsi : Menyaring produk dari ball mill.

Type : Vibrating Screen

Dasar pemilihan : sesuai dengan ukuran, kapasitas dan jenis bahan.

Spesifikasi :

Kapasitas : 6,0 ton/jam Speed : 50 vibration/dt

Power : 3 Hp (Peter’s 4ed;p.567) Ty Equivalent design : 100 mesh

Sieve No. : 100

Sieve design : standard 149 micron Sieve opening : 0,149 mm

Spesifikasi Alat --- V - 18

Ukuran kawat : 0,110 mm Effisiensi : 99,73 % Jumlah : 1 buah

24. BELT CONVEYOR - 2 ( J - 282 )

Fungsi : memindahkan bahan dari H-281 ke C-280

Type : Troughed belt conveyor with rolls of equal length Dasar pemilihan : dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan bahan

Masuk

Keluar



Spesifikasi :

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam Belt - width : 14 in

- trough width : 9 in - skirt seal : 2 in

Belt speed : (0,2 / 32) x 100 ft/mnt = 0,7 ft/min Panjang : 51 ft

Sudut elevasi : 11,3 o

Power : 4 Hp

Spesifikasi Alat --- V - 19

25. SILO ALUMINIUM CHLORIDE ANHYDROUS ( F - 310 )

Fungsi : Menampung produk aluminium chloride

Type : silinder tegak dengan tutup atas datar dan bawah conis Dasar pemilihan : umum digunakan untuk menampung padatan

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure) - Suhu = suhu kamar

- Waktu penyimpanan = 7 hari proses

inlet

Outlet

Spesifikasi :

Volume : 3885 cuft = 110 m3 Diameter : 12 ft

Tinggi : 36 ft

Tebal shell : 3/16 in Tebal tutup atas : 3/16 in Tebal tutup bawah : 3/16 in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

VI - 1

BAB VI

PERENCANAAN ALAT UTAMA

CONDENSER ( E - 220 )

Fungsi : Mengkondensasi uap aluminium chloride. Type : silinder tegak , tutup bawah dan tutup atas dish

dilengkapi dengan : coil pendingin Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 3 atm (tekanan gas)

* Suhu operasi = 180P

o

P

C (Berdasarkan titik didih AlClR3R)

* Sistem kerja = kontinyu

Berdasarkan pertimbangan atas kapasitas gas aluminium chloride yang dikondensasi, serta waktu kondensasi selama 60 detik (berdasarkan Ulrich, tabel 4-18). Pemilihan condenser sebagai alat untuk merubah fase uap menjadi fase liquid digunakan condenser tegak dengan dilengkapi coil pendingin yang dilewati oleh air pendingin sehingga mempermudah dan mempercepat kontak antara uap dan liquid didalam condenser.

Perencanaan Alat Utama --- VI - 2

Kondisi umpan :

Umpan gas aluminium chloride dari Q-210 :

Komponen Berat (kg) Fraksi

berat B M

AlClR3R 2576,0299 0,98888 133,500

FeClR3R 0,0151 0,00001 162,500

ClR2R 8,1150 0,00312 71,000

OR2R 20,8400 0,00800 32,000

2605,0000 1,0000

9B

BM campuran =  (fraksi berat x BM komponen)

= (0,98888 x 133,5) + (0,00001 x 162,5) + (0,00312 x 71) + (0,00800 x 32)

= 132,494 kg/kmol (lb/lbmol)

 campuran =

359 BM atm 1 P T 492 

 = ... lb/cuft [Himmelblau:249]

Tekanan gas,P = 3 atm

BM campuran = 132,494 lb/lbmol Suhu gas = 220C = 888 rankine

 campuran =

359 132,494 1 3 888 492 

 = 0,614 lb/cuft

Rate massa = 2605,0000 kg/jam = 5742,9830 lb/jam

 campuran = 0,614 lb/cuft

rate volumetrik= densitas massa rate = cuft / lb jam / lb 0,614 5742,9830

Perencanaan Alat Utama --- VI - 3

0B

Tahap-tahap Perencanaan

1. Perencanaan Dimensi Condenser

2. Perencanaan Sistem Pendingin

13B

1. PERENCANAAN DIMENSI CONDENSER

Total rate volumetrik = 9354 cuft/jam

 campuran = 150,6 lb/cuft (produk bawah dan produk atas) Waktu kontak = 60 detik (Ulrich ; T.4-18)

Direncanakan digunakan 1 tangki untuk waktu tinggal 60 detik, sehingga volume

tangki adalah :





gki tan 1 jam 3600 / 60 jam cuft 9354 

= 156 cuft

Asumsi volume bahan (larutan) mengisi 80 % volume tangki sehingga volume ruang kosong sebesar 20% dan digunakan 1 buah tangki.

Volume tangki = 156 x (100/80) = 195 cuft

1BU

Menentukan ukuran tangki dan ketebalannya

Diambil dimension ratio H

D = 3 (Ulrich ; T.4-27 : 248) Dengan mengabaikan volume dished head.

Volume tangki =  4 . DP

2

P

. H

195 =

4



. DP

2

P

. 3 D

D = 4 ft = 48 in = 1,22 m (DRmaksimum R= 4 m; Ulrich; T.4-18)

Perencanaan Alat Utama --- VI - 4

12B

Penentuan tebal shell :

Tebal shell berdasarkan ASME Code untuk cylindrical tank :

t RminR = C

P 6 , 0 fE ri P   

[Brownell & Young ,pers.13-1,hal.254]

dengan : t RminR = tebal shell minimum; in

P = tekanan tangki ; psi

ri = jari-jari tangki ; in ( ½ D ) C = faktor korosi ; in (diambil 1/8 in)

3B

E = faktor pengelasan, digunakan double welded butt joint. faktor pengelasan, E = 0,8

f = stress allowable, bahan konstruksi stainless steel 316 maka f = 36000 psi [Perry 7P

ed

P

,T.28-11]

10B

P operasi = 3 atm absolute

= (3 x 14,7) – 14,7 = 29,4 psig

P design diambil 10% lebih besar dari P operasi untuk faktor keamanan. P design = 1,1 x 29,4 = 33 psig

r = ½ D = ½ x 48 in = 24 in

t RminR =



36000 0,8

 

0,6 33



0,125

24 33     

Perencanaan Alat Utama --- VI - 5

Dimensi tutup, standard dished :

Untuk D = 48 in, didapat rc = 48 in (Brownell & Young, T-5.7) digunakan persamaan 13.12 dari Brownell & Young.

Tebal standard torispherical dished (atas) :

tRhR =

P 1 , 0 fE rc P 885 , 0   

+ C [Brownell & Young; pers.13.12]

dengan : tRhR = tebal dished minimum ; in

P = tekanan tangki ; psi

rc = crown radius ; in [B&Y,T-5.7] C = faktor korosi ; in (diambil 1/8 in)

5B

E = faktor pengelasan, digunakan double welded butt joint. faktor pengelasan, E = 0,8

f = stress allowable, bahan konstruksi stainless steel 316 maka f = 36000 psi [Perry 7P

ed

P

,T.28-11] P design = 33 psig

tRhR =



36000 0,8

 

0,1 33



48 33 885 , 0     

+ 0,125 = 0,174 in , digunakan t = 3/16 in

h = rc -

4 D rc

2 2 _

= 0,55 ft C a t r ID sf b icr OA A B

Perencanaan Alat Utama --- VI - 6

2. PERENCANAAN SISTEM PENDINGIN Perhitungan coil :

Perhitungan sistem penjaga suhu : ( Kern , hal 723 )

14B

Pemanasan ; hc = 0,00235 x NRReRP

0,7

P

(Kern; pers. 20.6a)

15B

Pendinginan ; hc = 0,0022 x NRReRP

0,7

P

(Kern; pers. 20.6b)

 bahan = 150,6 lb/cuft D tangki = 4 ft

7B

Asumsi kecepatan aliran media penjaga suhu = 10 ft/dt [Kern, T.12, hal. 845] sg bahan = 2,412

 bahan = _reference

reference bahan sg

sg



 = 0,00206 lb/ft.jam

NRReR =

  

 D V

= 2924272

hc = 0,0022 x (NRReR)P

0,7

P

= 73,9 Btu/jam.ftP

2

P

.P

o

P

F (Kern; pers. 20.6b) Digunakan standard steel pipe (schedule no. 40) dengan ukuran :

Nominal pipe size, IPS = ¼ in Outside Diameter pipe, OD = 0,540 in Inside Diameter pipe, ID = 0,364 in

Asumsi diameter helical = 75 % Panjang tangki = 75 % x 4 = 3 ft Suhu masuk = 220C (428F)

Suhu keluar = 180C (356F)

t = 428 – 356 = 72F

hio coil= hi pipa lurus x _       helical Diameter coil Diameter 5 , 3

1 = 69,5 Btu/jam.ftP

2

P

.F

(hio untuk steam = 1500 Btu/jam.ftP

2

P

Perencanaan Alat Utama --- VI - 7

URCR =

hio hc hio hc  

= 37,9 Btu/jam.ftP

2

P

.F

RRDR = 0,001 [Kern : tabel 12 ; untuk media air ]

hRDR = 1 / RRDR = 1 / 0,001 = 1000,0

URDR =

D C D C h U h U  

= 36,6 Btu/jam.ftP

2

P

.F

U

Dari neraca panas :

Q = 24339,3835 kkal/jam = 96585 Btu/jam

t = 72F

A = t U

Q

D

 36,7 ftP

2

U

Perhitungan jumlah lilitan coil :

Dari Kern ; tabel 11 didapat = external surface per linier feet = 0,0009 ftP

2

P

/linier ft A =  . Do . LRtotalR =  x 0,54 x LRtotalR

LRtotalR = 259,8 ft

11B

Diameter helical = 75 % Diameter tangki = 3 ft

Jumlah lilitan =

Helical total D L 

  27,6 buah, digunakan 28 lilitan (genap)

Tinggi total coil = n.Do + (n-1)S + Hi dimana : n = jumlah lilitan

S = 2 ~ 4 OD, diambil S = 2 x OD = 2 x 0,54 = 1,08 in Hi = diambil 10 in

Tinggi total coil = (28 x 0,54 ) + ((28 – 1 ) x 1,08) + 10 = 54,280 in = 4,6 ft

Perencanaan Alat Utama --- VI - 8

2B

Spesifikasi :

Fungsi : Mengkondensasi uap aluminium chloride. Type : silinder tegak , tutup bawah dan tutup atas dish

dilengkapi dengan : coil pendingin

Dimensi Shell :

Diameter Shell , inside : 4 ft Tinggi Shell : 12 ft

Tebal Shell : 3/16 in

Dimensi tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 3/16 in Tinggi Tutup atas : 0,55 ft Tebal tutup bawah (dished) : 3/16 in Tinggi Tutup bawah : 0,55 ft

Coil Pendingin :

Ukuran nominal : ¼ in standar IPS sch. 40 Panjang helical : 3 ft

Jumlah lilitan : 28 lilitan

Tinggi Coil : 4,6 ft

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7P

ed

P

,T.28-11)

8B

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.

4. Bila terjadi penyimpangan selama proses produksi, maka dapat segera diketahui sehingga dapat ditangani dengan segera.

VI - 1

BAB VI

PERENCANAAN ALAT UTAMA

CONDENSER ( E - 220 )

Fungsi : Mengkondensasi uap aluminium chloride. Type : silinder tegak , tutup bawah dan tutup atas dish

dilengkapi dengan : coil pendingin Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 3 atm (tekanan gas)

* Suhu operasi = 180P

o

P

C (Berdasarkan titik didih AlClR3R)

* Sistem kerja = kontinyu

Berdasarkan pertimbangan atas kapasitas gas aluminium chloride yang dikondensasi, serta waktu kondensasi selama 60 detik (berdasarkan Ulrich, tabel 4-18). Pemilihan condenser sebagai alat untuk merubah fase uap menjadi fase liquid digunakan condenser tegak dengan dilengkapi coil pendingin yang dilewati oleh air pendingin sehingga mempermudah dan mempercepat kontak antara uap dan liquid didalam condenser.

Perencanaan Alat Utama --- VI - 2

Kondisi umpan :

Umpan gas aluminium chloride dari Q-210 :

Komponen Berat (kg) Fraksi

berat B M

AlClR3R 2576,0299 0,98888 133,500

FeClR3R 0,0151 0,00001 162,500

ClR2R 8,1150 0,00312 71,000

OR2R 20,8400 0,00800 32,000

2605,0000 1,0000

9B

BM campuran =  (fraksi berat x BM komponen)

= (0,98888 x 133,5) + (0,00001 x 162,5) + (0,00312 x 71) + (0,00800 x 32)

= 132,494 kg/kmol (lb/lbmol)

 campuran =

359 BM atm 1 P T 492 

 = ... lb/cuft [Himmelblau:249]

Tekanan gas,P = 3 atm

BM campuran = 132,494 lb/lbmol Suhu gas = 220C = 888 rankine

 campuran =

359 132,494 1 3 888 492 

 = 0,614 lb/cuft

Rate massa = 2605,0000 kg/jam = 5742,9830 lb/jam

 campuran = 0,614 lb/cuft

rate volumetrik= densitas massa rate = cuft / lb jam / lb 0,614 5742,9830

Perencanaan Alat Utama --- VI - 3

0B

Tahap-tahap Perencanaan

1. Perencanaan Dimensi Condenser

2. Perencanaan Sistem Pendingin

13B

1. PERENCANAAN DIMENSI CONDENSER

Total rate volumetrik = 9354 cuft/jam

 campuran = 150,6 lb/cuft (produk bawah dan produk atas) Waktu kontak = 60 detik (Ulrich ; T.4-18)

Direncanakan digunakan 1 tangki untuk waktu tinggal 60 detik, sehingga volume

tangki adalah :





gki tan 1 jam 3600 / 60 jam cuft 9354 

= 156 cuft

Asumsi volume bahan (larutan) mengisi 80 % volume tangki sehingga volume ruang kosong sebesar 20% dan digunakan 1 buah tangki.

Volume tangki = 156 x (100/80) = 195 cuft

1BU

Menentukan ukuran tangki dan ketebalannya

Diambil dimension ratio H

D = 3 (Ulrich ; T.4-27 : 248) Dengan mengabaikan volume dished head.

Volume tangki =  4 . DP

2

P

. H

195 =

4



. DP

2

P

. 3 D

D = 4 ft = 48 in = 1,22 m (DRmaksimum R= 4 m; Ulrich; T.4-18)

Perencanaan Alat Utama --- VI - 4

12B

Penentuan tebal shell :

Tebal shell berdasarkan ASME Code untuk cylindrical tank :

t RminR = C

P 6 , 0 fE ri P   

[Brownell & Young ,pers.13-1,hal.254]

dengan : t RminR = tebal shell minimum; in

P = tekanan tangki ; psi

ri = jari-jari tangki ; in ( ½ D ) C = faktor korosi ; in (diambil 1/8 in)

3B

E = faktor pengelasan, digunakan double welded butt joint. faktor pengelasan, E = 0,8

f = stress allowable, bahan konstruksi stainless steel 316 maka f = 36000 psi [Perry 7P

ed

P

,T.28-11]

10B

P operasi = 3 atm absolute

= (3 x 14,7) – 14,7 = 29,4 psig

P design diambil 10% lebih besar dari P operasi untuk faktor keamanan. P design = 1,1 x 29,4 = 33 psig

r = ½ D = ½ x 48 in = 24 in

t RminR =



36000 0,8

 

0,6 33



0,125

24 33     

Perencanaan Alat Utama --- VI - 5

Dimensi tutup, standard dished :

Untuk D = 48 in, didapat rc = 48 in (Brownell & Young, T-5.7) digunakan persamaan 13.12 dari Brownell & Young.

Tebal standard torispherical dished (atas) :

tRhR =

P 1 , 0 fE rc P 885 , 0   

+ C [Brownell & Young; pers.13.12]

dengan : tRhR = tebal dished minimum ; in

P = tekanan tangki ; psi

rc = crown radius ; in [B&Y,T-5.7] C = faktor korosi ; in (diambil 1/8 in)

5B

E = faktor pengelasan, digunakan double welded butt joint. faktor pengelasan, E = 0,8

f = stress allowable, bahan konstruksi stainless steel 316 maka f = 36000 psi [Perry 7P

ed

P

,T.28-11] P design = 33 psig

tRhR =



36000 0,8

 

0,1 33



48 33 885 , 0     

+ 0,125 = 0,174 in , digunakan t = 3/16 in

h = rc -

4 D rc

2 2 _

= 0,55 ft C a t r ID sf b icr OA A B

Perencanaan Alat Utama --- VI - 6

2. PERENCANAAN SISTEM PENDINGIN Perhitungan coil :

Perhitungan sistem penjaga suhu : ( Kern , hal 723 )

14B

Pemanasan ; hc = 0,00235 x NRReRP

0,7

P

(Kern; pers. 20.6a)

15B

Pendinginan ; hc = 0,0022 x NRReRP

0,7

P

(Kern; pers. 20.6b)

 bahan = 150,6 lb/cuft D tangki = 4 ft

7B

Asumsi kecepatan aliran media penjaga suhu = 10 ft/dt [Kern, T.12, hal. 845] sg bahan = 2,412

 bahan = _reference

reference bahan sg

sg



 = 0,00206 lb/ft.jam

NRReR =

  

 D V

= 2924272

hc = 0,0022 x (NRReR)P

0,7

P

= 73,9 Btu/jam.ftP

2

P

.P

o

P

F (Kern; pers. 20.6b) Digunakan standard steel pipe (schedule no. 40) dengan ukuran :

Nominal pipe size, IPS = ¼ in Outside Diameter pipe, OD = 0,540 in Inside Diameter pipe, ID = 0,364 in

Asumsi diameter helical = 75 % Panjang tangki = 75 % x 4 = 3 ft Suhu masuk = 220C (428F)

Suhu keluar = 180C (356F)

t = 428 – 356 = 72F

hio coil= hi pipa lurus x _       helical Diameter coil Diameter 5 , 3

1 = 69,5 Btu/jam.ftP

2

P

.F

(hio untuk steam = 1500 Btu/jam.ftP

2

P

Perencanaan Alat Utama --- VI - 7

URCR =

hio hc hio hc  

= 37,9 Btu/jam.ftP

2

P

.F

RRDR = 0,001 [Kern : tabel 12 ; untuk media air ]

hRDR = 1 / RRDR = 1 / 0,001 = 1000,0

URDR =

D C D C h U h U  

= 36,6 Btu/jam.ftP

2

P

.F

U

Dari neraca panas :

Q = 24339,3835 kkal/jam = 96585 Btu/jam

t = 72F

A = t U

Q

D

 36,7 ftP

2

U

Perhitungan jumlah lilitan coil :

Dari Kern ; tabel 11 didapat = external surface per linier feet = 0,0009 ftP

2

P

/linier ft A =  . Do . LRtotalR =  x 0,54 x LRtotalR

LRtotalR = 259,8 ft

11B

Diameter helical = 75 % Diameter tangki = 3 ft

Jumlah lilitan =

Helical total D L 

  27,6 buah, digunakan 28 lilitan (genap)

Tinggi total coil = n.Do + (n-1)S + Hi dimana : n = jumlah lilitan

S = 2 ~ 4 OD, diambil S = 2 x OD = 2 x 0,54 = 1,08 in Hi = diambil 10 in

Tinggi total coil = (28 x 0,54 ) + ((28 – 1 ) x 1,08) + 10 = 54,280 in = 4,6 ft

Perencanaan Alat Utama --- VI - 8

2B

Spesifikasi :

Fungsi : Mengkondensasi uap aluminium chloride. Type : silinder tegak , tutup bawah dan tutup atas dish

dilengkapi dengan : coil pendingin

Dimensi Shell :

Diameter Shell , inside : 4 ft Tinggi Shell : 12 ft

Tebal Shell : 3/16 in

Dimensi tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 3/16 in Tinggi Tutup atas : 0,55 ft Tebal tutup bawah (dished) : 3/16 in Tinggi Tutup bawah : 0,55 ft

Coil Pendingin :

Ukuran nominal : ¼ in standar IPS sch. 40 Panjang helical : 3 ft

Jumlah lilitan : 28 lilitan

Tinggi Coil : 4,6 ft

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7P

ed

P

,T.28-11)

8B

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 2

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 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.

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 3

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 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).

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 4

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. 2. Flow Ratio Control ( F R C )

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 )

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 5

Tabel VII.1. Instrumentasi pada pabrik

NO NAMA ALAT KODE INSTRUMENTASI

1. BIN ALUMINIUM SCRAP ( F - 113 ) ( WC )

2. TANGKI GAS CHLORINE ( F - 120 ) ( PI )

3. ELECTRIC FURNACE ( Q - 210 ) ( TIC , PC )

4. EXCHANGER ( E - 211 ) ( TC )

5. CONDENSER ( E - 220 ) ( TC )

6. SCRUBBER ( D - 221 ) ( PI, LC, FC )

7. TANGKI KONDENSAT ( F - 230 ) ( LI )

8. POMPA - 1 ( L - 231 ) ( FC )

9. CRYSTALLIZER ( S - 240 ) ( TC )

10. POMPA - 2 ( L - 251 ) ( FC )

11. BLOWER ( G - 262 ) ( FC )

12. HEATER ( E - 263 ) ( TC )

13. COOLING CONVEYOR ( E - 270 ) ( TC )

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 6

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.

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 7

VII.2.1. Bahaya Kebakaran A. Penyebab kebakaran.

- 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.

Instrumentasi & Keselamatan Kerja --- VII ~ 8

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 :

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

BAB XII

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

Dalam memenuhi kebutuhan dalam negeri akan a , Indonesia masih mengimpor a dari beberapa negara. Di lain pihak, Indonesia mempunyai bahan baku yang tersedia. Sehingga pendirian pabrik

dengan mempunyai masa depan yang baik.

luminium chloride luminium chloride

aluminium chloride

luminium chloride XII.1. Pembahasan

Untuk mendapatkan kelayakan bahwa pra rencana pabrik ini, maka perlu ditinjau dari beberapa faktor , antara lain :

Pasar

Kebutuhan dalam negeri akan a yang selama ini masih diimpor, hal ini akan menguntungkan dalam segi pangsa pasar dalam negeri. Karena bahan dasarnya yang dapat diperoleh secara mudah di dalam negeri di Indonesia. Sehingga keadaan tersebut akan mampu menjadi modal dalam persaingan internasional dan persaingan domestik.

Lokasi

Lokasi pabrik terletak di daerah Industri yaitu Manyar , Gresik. Lokasi ini dekat dengan pelabuhan laut Tanjung Perak. Untuk kebutuhan transportasi udara, kota Manyar , Gresik dekat dengan Bandara Udara Internasional Juanda. Hal ini akan memudahkan dalam transportasi bahan baku maupun produk. Maka pemilihan lokasi di daerah Manyar , Gresik dapat diterima.

XII - 1

--- Pra Rencana Pabrik Aluminium Chloride Teknik Kimia - UPN

Pembahasan dan Kesimpulan --- XII ~ 2

Teknis

Peralatan yang digunakan dalam pra rencana ini sebagian besar merupakan peralatan standar yang umum digunakan dan mudah didapat. Sehingga masalah pemeliharaan alat serta pengoperasiannya tidak mengalami kesulitan.

Analisa Ekonomi :

* Massa Konstruksi : 2 Tahun

* Umur Pabrik : 10 Tahun

* Fixed Capital Investment (FCI) : Rp. 17.841.797.000 * Working Capital Investment (WCI) : Rp. 5.476.750.000 * Total Capital Investment (TCI) : Rp. 23.318.547.000 * Biaya Bahan Baku (1 tahun) : Rp. 50.341.104.000 * Biaya Utilitas (1 tahun) : Rp. 4.590.887.000

- Steam = 111.648 lb/hari

- Air pendingin = 237 M3/hari

- Listrik = 4.944 kWh/hari

- Bahan Bakar = 1.368 liter/hari * Biaya Produksi Total (Total Production Cost) : Rp. 65.721.001.000 * Hasil Penjualan Produk (Sale Income) : Rp. 82.615.788.000 * Bunga Bank (Kredit Investasi Bank Mandiri) : 19%

* Internal Rate of Return : 24,76%

* Rate On Investment : 23,40%

* Pay Out Periode : 3,8 Tahun

* Break Even Point (BEP) : 30%

--- Pra Rencana Pabrik Aluminium Chloride Teknik Kimia - UPN

Pembahasan dan Kesimpulan --- XII ~

--- Pra Rencana Pabrik Aluminium Chloride Teknik Kimia - UPN

3

XII.2. Kesimpulan

Dengan melihat berbagai pertimbangan serta perhitungan yang telah dilakukan, maka pendirian pabrik a didaerah industri Manyar , Gresik, secara teknis dan ekonomis layak untuk didirikan. Adapun rincian pra rencana pabrik a yang dimaksud adalah sebagai berikut :

luminium chloride

luminium chloride

Kapasitas : 20.000 ton/tahun Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas Sistem Organisasi : Garis dan Staff Jumlah Karyawan : 194 orang Sistem Operasi : Continuous

Waktu Operasi : 330 hari/tahun ; 24 jam/hari Total Investasi : Rp. 23.318.547.000

Pay Out Periode : 3,8 tahun

Bunga bank : 19%

Internal Rate of Return : 24,76% Rate on Investment : 23,40% Break Even Point : 30%

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.

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” , 4thed., 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 :