PABRIK HCl DARI GARAM NONELECTROLYSIS.
PABRIK HCl DARI GARAM NONELECTROLYSIS
PRA RENCANA PABRIK
Oleh :
YULIAN SYAH
093101 0054
J URUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
J AWA TIMUR
2013
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
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
HCl
Dari
Garam
Nonelectrolysis”, 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 HCl Dari Garam Nonelectrolysis” 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. Bapak Ir. Sukamto N.E.P., MS
Selaku dosen pembimbing.
4. Dosen Jurusan Teknik Kimia , FTI , UPN “Veteran” Jawa Timur.
ii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
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 , Maret 2013
Penyusun,
iii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
INTISARI
Perencanaan pabrik HCl ini diharapkan dapat berproduksi dengan
kapasitas 40.000 ton HCl per tahun dalam bentuk liquid. Pabrik beroperasi secara
kontinyu selama 330 hari dalam setahun.
Industri hydrochloric acid 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. Secara singkat, uraian proses dari pabrik HCl sebagai berikut :
Pertama-tama garam non-electrolysis direaksikan dengan asam sulfat
membentuk natrium sulfat dan gas HCl. Gas HCl kemudian didinginkan dan
diserap pada absorber. Larutan HCl hasil penyerapan kemudian diencerkan
sampai dengan kadar komersial 32% dan siap dikemas sebagai produk akhir.
Pendirian pabrik berlokasi di Manyar, Gresik dengan ketentuan :
Bentuk Perusahaan
: Perseroan Terbatas
Sistem Organisasi
: Garis dan Staff
Jumlah Karyawan
: 182 orang
Sistem Operasi
: Continuous
Waktu Operasi
: 330 hari/tahun ; 24 jam/hari
iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Analisa Ekonomi :
* Massa Konstruksi
: 2 Tahun
* Umur Pabrik
: 10 Tahun
* Fixed Capital Investment (FCI)
: Rp. 14.456.659.000
* Working Capital Investment (WCI)
: Rp. 34.702.990.000
* Total Capital Investment (TCI)
: Rp. 49.159.649.000
* Biaya Bahan Baku (1 tahun)
: Rp. 96.945.383.000
* Biaya Utilitas (1 tahun)
: Rp. 6.294.098.000
99 M3/hari
- Air pendingin
=
- Listrik
= 4.728 kWh/hari
- Bahan Bakar
= 2.040 liter/hari
* Biaya Produksi Total (Total Production Cost)
: Rp. 138.811.958.000
* Hasil Penjualan Produk (Sale Income)
: Rp. 169.639.832.000
* Bunga Bank (Kredit Investasi Bank Mandiri)
: 13,5%
* Internal Rate of Return
: 19,96%
* Rate On Investment
: 22,64%
* Pay Out Periode
: 4,4 Tahun
* Break Even Point (BEP)
: 28%
v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
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
vi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
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
vii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
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
DAFTAR PUSTAKA
viii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Hydrochloric acid 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 hydrochloric acid 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 hydrochloric acid di dunia juga semakin meningkat, mengingat
hydrochloric acid merupakan katalis yang sering digunakan pada reaksi FriedelCrafts tersebut.
Pembuatan hydrochloric acid 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
hydrochloric acid 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)
I - 1
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Pendahuluan
-----------------------------------------------------------------
I -
2
Industri hydrochloric acid 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. Hydrochloric acid juga digunakan pada industri farmasi, industri tekstil,
industri kimia organik, industri pengolahan karet, dan industri minyak pelumas
(chemicalland21). Maka pendirian pabrik hydrochloric acid 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 hydrochloric acid, sehingga Indonesia tidak mengimpor
hydrochloric acid. Dengan demikian dapat mendorong pertumbuhan industriindustri kimia, menciptakan lapangan pekerjaan, mengurangi pengangguran dan
yang terakhir diharapkan dapat menumbuhkan serta memperkuat perekonomian di
Indonesia. Kebutuhan hydrochloric acid di Indonesia dipenuhi oleh beberapa
negara pengimpor. Berdasarkan data statistik, sampai saat ini Indonesia masih
membutuhkan hydrochloric acid dari negara-negara penghasil hydrochloric acid.
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Pendahuluan
-----------------------------------------------------------------
I -
3
I.3. Aspek Ekonomi
Hydrochloric acid 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 hydrochloric acid juga cukup tinggi di
pasaran jika dibandingkan dengan jenis katalis lainnya lainnya hal ini
menunjukkan produksi hydrochloric acid memiliki prospek yang menguntungkan
dan mampu bersaing dengan produk katalis lainnya.
Hydrochloric acid 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 tabel
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 Hydrochloric acid di Indonesia
Kebutuhan
Tahun
(ton/th)
2007
12.778
2008
18.220
2009
21.650
2010
24.350
2011
28.335
Sumber : Depperindag
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Pendahuluan
-----------------------------------------------------------------
I -
4
Dengan demikian, maka penting sekali adanya perencanaan pendirian
pabrik hydrochloric acid 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.
I.4. Sifat Bahan Baku dan Produk
Bahan Baku :
I.4.A. Garam
(Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7 ed)
Nama Lain
: Sodium Chloride
Rumus Molekul
: NaCl
Rumus Bangun
: Na – Cl
Berat Molekul
: 58,5
Warna
: putih
Bau
: tidak berbau
Bentuk
: kristal
Specific Gravity
: 2,163
Melting Point
: 800,4°C
Boiling Point
: 1413°C
Solubility, Cold Water
: 35,7 kg/ 100 kg H2O (H2O=0°C)
Solubility, Hot Water
: 39,8 kg/ 100 kg H2O (H2O=100°C)
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Pendahuluan
-----------------------------------------------------------------
I -
5
Komposisi Sodium Chloride : (PT. Garam)
Komponen
NaCl
CaSO4
% Berat
95,45%
0,31%
MgSO4
0,36%
H2O
3,88%
100,00%
(Chemicalland21 & Perry 7ed : 1999)
I.4.B. Asam Sulfat
Nama Lain
: Oil of Vitriol, Dihydrogen Sulfate
Rumus Molekul
: H2SO4
Rumus Bangun
:
Berat Molekul
: 98
Warna
: tidak berwarna
Bau
: tajam, khas
Bentuk
: liquid pekat
Specific Gravity
: 1,834
Melting Point ; °C
: 10,49
Boiling Point ; °C
: terdekomposisi diatas 340°C
Solubility, cold water
: larut sedikit
Komposisi sulfuric acid 60oBe : (PT.Petrokimia Gresik)
Komponen
H2SO4
H2O
% Berat
77,67%
22,33%
100,00%
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Pendahuluan
-----------------------------------------------------------------
I -
6
Produk :
I.4.C. Natrium Sulfat
(Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7 ed)
Nama Lain
: Disodium monosulfate
Rumus Molekul
: Na2SO4
Rumus Bangun
:
Berat Molekul
: 142
Warna
: tidak berwarna , putih
Bau
: tidak berbau
Bentuk
: solid
Specific gravity
: 2,698
Melting point
: 888°C
Boiling point
: 1100°C terdekomposisi
Solubility, Cold Water
: 19,4 kg/100 kgH2O (H2O=20°C)
Solubility, Hot Water
: 45,3 kg/100 kgH2O (H2O=60°C)
(1 atm)
(1 atm)
Komposisi Sodium Sulfate :
Sodium sulfate dijual dalam bentuk slag (raw sodium sulfate)
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Pendahuluan
-----------------------------------------------------------------
I -
I.4.D. Hydrochloric Acid
(Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7ed)
Nama Lain
: Spirit of Salt
Rumus Molekul
: HCl
Rumus Bangun
: H – Cl
Berat Molekul
: 36,5
Warna
: tidak berwarna , kekuningan
Bau
: berbau tajam
Bentuk
: Larutan
Specific gravity
: 1,268
Melting point
: -111°C
Boiling point
: -85°C (1 atm)
Solubility, Cold Water
: 82,3 kg/100 kgH2O (H2O=0°C)
Solubility, Hot Water
: 56,1 kg/100 kgH2O (H2O=60°C)
7
(1 atm)
Komposisi Hydrochloric acid :
Kadar komersial larutan HCl = 32% (Keyes : 430)
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB II
SELEKSI DAN URAIAN PROSES
II.1. Tinjauan Proses
Pada dasarnya pembuatan hydrochloric acid dapat dilakukan dengan tiga
cara yang berbeda berdasarkan jenis bahan baku yang digunakan. Secara garis
besar pembuatan hydrochloric acid dapat dibedakan menajadi :
1. Hydrochloric Acid Dari Garam Dengan Proses Mannheim Furnace
2. Hydrochloric Acid Dari Chlor ine Dan Hydrogen
Dengan Proses Combustion
3. Hydrochloric Acid Dari Garam Dengan Proses Hargr eaves
II.1.A. Hydrochloric Acid Dari Garam Dengan Proses Mannheim Furnace
Pada proses ini bahan baku yang digunakan adalah garam dan sulfuric
acid. Pertama-tama garam dan sulfuric acid sedikit berlebih dengan kadar 60°Be
diumpankan ke furnace yang dilengkapi dengan pengaduk jenis rake atau disebut
Mannheim Furnace, dimana reaksi berjalan dengan suhu 843°C.
II - 1
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Seleksi & Uraian Proses
--------------------------------------------------
II -
2
Reaksi yang terjadi : (Keyes : 426)
NaCl + H2SO4 → HCl + NaHSO4
NaCl + NaHSO4 → HCl + Na2SO4
Produk atas furnace berupa gas hydrogen chloride kemudian diumpankan
ke silica S-bend cooler untuk proses pendinginan, sedangkan produk bawah
berupa endapan garam sodium sulfate.
Gas hydrogen chloride dari furnace didinginkan pada silica S-bend cooler
sampai suhu 38°C. Gas kemudian dilewatkan ke coke tower untuk menghilangkan
sulfuric acid yang terkandung dalam gas. Gas hydrogen chloride kemudian
diserap dengan air proses melalui absorber, sehingga didapat larutan hydrochloric
acid 30%. Gas hydrogen chloride yang tidak terserap kemudian diolah pada
scrubber sebelum dibuang ke udara bebas. Yields pada proses ini didapat 98%.
II.1.B. Hydrochloric Acid Dari Chlorine Dan Hydrogen
Dengan Proses Combustion
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Seleksi & Uraian Proses
--------------------------------------------------
II -
3
Pada proses ini bahan baku yang digunakan adalah gas chlorine dan gas
hydrogen. Pertama-tama gas chlorine dibakar dengan gas hydrogen yang sedikit
berlebih untuk menghasilkan hydrogen chloride. Gas hydrogen chloride yang
terbentuk kemudian didinginkan pada silica S-bend cooler.
Reaksi yang terjadi : (Keyes : 427)
H2 + Cl2 → 2 HCl
Gas hydrogen chloride didinginkan dan diserap dengan air proses pada
silica S-bend cooler, sehingga menghasilkan larutan hydrochloric acid 22°Be
(36%). Gas hydrogen chloride yang tidak terserap kemudian diserap dengan air
proses pada kolom absorber sehingga didapat larutan hydrochloric acid 18°Be
(28%). Gas hydrogen chloride yang tidak terserap kemudian diolah pada scrubber
sebelum dibuang ke udara bebas. Yields pada proses ini didapat 90-99%.
II.1.C. Hydrochloric Acid Dari Garam Dengan Proses Hargr eaves
Pada proses ini bahan baku yang digunakan adalah garam dari danau Salt
Lake di Louisiana, Amerika Serikat. Pertama-tama campuran gas sulfur dioxide
dan udara serta air dilewatkan pada briket garam pada beberapa reaktor vertikal.
Reaksi yang terjadi : (Keyes : 428)
NaCl + 2 SO2 + O2 + 2 H2O → 2 Na2SO4 + 4 HCl
Reaksi berjalan pada suhu 427°C (800°F) sampai 538°C (1000°F), dimana
produk bawah reaktor berupa garam sodium sulfat sedangkan produk atas berupa
gas hydrogen chloride kemudian didinginkan dan diserap seperti pada proses
combustion. Yields pada proses ini didapat 90-99%.
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Seleksi & Uraian Proses
--------------------------------------------------
II -
4
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
Mannheim
Combustion
Hargreaves
Bahan Baku
Garam dan
Sulfuric acid
Chlorine dan
Hydrogen
Garam dan
Sulfur dioxide,
Air
Pengendalian bahan
baku utama
Umum
Umum
Khusus
(briquett garam)
Reaktor
Mannheim
Furnace
Burner Chamber
Vertical Kiln
Series
Suhu Reaksi
843oC
900oC
427-538oC
Peralatan
5 Unit
4 Unit
7 Unit
Yields
98%
90% - 99%
90% - 99%
sumber : Keyes , halaman 426-429
Dari tabel diatas, dipilih proses pembuatan hydrochloric acid dari garam dengan
proses Mannheim, dengan faktor – faktor :
1. Bahan baku lebih mudah didapat.
2. Reaktor lebih sederhana, sehingga investasi lebih ekonomis.
3. Instalasi peralatan lebih sederhana, sehingga investasi lebih ekonomis.
4. Yields yang dihasilkan dapat mencapai 98%.
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Seleksi & Uraian Proses
--------------------------------------------------
II -
5
II.2.B. Uraian Proses
Pembuatan hydrochloric acid dari garam 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 uraian prosesnya sebagai berikut :
Pertama-tama bahan baku garam non electrolysis dari supplier ditampung
di silo F-110 dengan bantuan bucket elevator J-111 untuk kemudian diumpankan
ke dalam Mannheim furnace Q-210 untuk direaksikan dengan asam sulfat yang
dipompa dari tangki F-120.
Pada Mannheim furnace terjadi reaksi antara garam non electrolysis
dengan asam sulfat membentuk natrium sulfat dan HCl dengan suhu operasi
840°C. Reaksi yang terjadi :
Reaksi 1.
NaCl (s) + H2SO4 (l) → NaHSO4 (l) + HCl (g)
Reaksi 2.
NaHSO4 (l) + NaCl (s) → Na2SO4 (s) + HCl (g)
Produk bawah furnace berupa slag natrium sulfat kemudian dialirkan dengan
screw conveyor J-213 menuju ke stockpile F-310 sebagai produk samping.
Produk atas berupa campuran uap HCl , asam sulfat dan air kemudian
dihembuskan dengan blower G-212 menuju ke silica tower D-220 untuk proses
pendinginan sampai dengan suhu 350°C. Campuran uap kemudian dilewatkan ke
coke tower D-230 untuk proses kondensasi asam sulfat dengan media coke.
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Seleksi & Uraian Proses
--------------------------------------------------
II -
6
Pada coke tower (D-320) terjadi reaksi dekomposisi H2SO4 pada suhu
175°C dan secara reversible terjadi kondensasi H2SO4 dengan kadar 70%
(Berkowitz; hal. 213).
Reaksi yang terjadi :
Reaksi 1.
H2SO4 (g) → SO3 (g) + H2O (g) (Berkowitz; hal. 213)
Reaksi 2.
SO3 (g) + H2O (g) → H2SO4 (l) (Berkowitz; hal. 213)
Produk bawah coke tower D-230 berupa larutan asam sulfat 70% kemudian
ditampung pada tangki F-320 sebagai produk samping, sedangkan uap HCl dan
uap air kemudian dilewatkan ke kolom absorber D-240 untuk proses penyerapan.
Pada kolom absorber D-240 terjadi proses penyerapan uap HCl dengan air
proses membentuk larutan HCl 45,2% (Perry 7ed; T.2-1). Larutan HCl 45,2%
kemudian diumpankan ke tangki pengencer M-250 untuk proses pengenceran,
sedangkan uap HCl yang tidak terserap, kemudian dilewatkan ke kolom scrubber
D-241 untuk proses pengolahan limbah gas (dengan penambahan air proses dari
utilitas untuk menyerap uap HCl yang tidak terserap pada kolom absorber D-240).
Pada tangki pengencer M-250, larutan HCl 45,2% diencerkan menjadi
larutan HCl 32% dengan penambahan air proses dari utilitas. Produk akhir berupa
larutan HCl 32% kemudian ditampung pada tangki F-330 sebagai produk akhir
larutan HCl 32%.
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB III
NERACA MASSA
Kapasitas produksi
= 40.000 ton/th
Waktu operasi
= 24 jam proses per hari ; 330 hari kerja per tahun
Satuan massa
= kilogram/jam
1. MANNHEIM FURNACE
Komponen
( Q - 210 )
Masuk (kg/j)
* Garam dr F-110
NaCl
Keluar (kg/j)
* Campuran gas ke D-220
2672,6000
CaSO4
8,6800
MgSO4
10,0800
H2O
Komponen
HCl
1634,1693
H2SO4
219,3816
H2O
802,4305
2655,9814
108,6400
2800,0000 * Na2SO4 ke F-310
* H2SO4 60oBe dr F-120
H2SO4
H2O
Na2SO4
3178,7950
2413,1979
NaCl
53,4520
693,7905
CaSO4
8,6800
3106,9884
MgSO4
10,0800
3251,0070
5906,9884
5906,9884
III - 1
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Neraca Massa
------------------------------------------------------------
2. COKE TOWER
Komponen
-
2
( D - 230 )
Masuk (kg/j)
* Campuran gas dr Q-210
HCl
III
Komponen
Keluar (kg/j)
* Campuran gas ke D-240
1634,1693
HCl
1634,1693
H2SO4
219,3816
H2O
708,4098
H2O
802,4305
2342,5791
2655,9814 * H2SO4 70% dr F-320
H2SO4
219,3816
H2O
94,0207
313,4023
2655,9814
3. KOLOM ABSORBER
Komponen
2655,9814
( D - 240 )
Masuk (kg/j)
* Campuran gas dr D-230
Komponen
Keluar (kg/j)
* Campuran gas ke D-241
HCl
1634,1693
HCl
16,3417
H2O
708,4098
H2O
14,1682
2342,5791
* Air proses dr utilitas
H2O
30,5099
* Larutan HCl ke M-250
1393,9149
HCl
1617,8276
H2O
2088,1565
3705,9841
3736,4940
3736,4940
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Neraca Massa
------------------------------------------------------------
4. KOLOM SCRUBBER
Komponen
III
-
3
( D - 241 )
Masuk (kg/j)
* Campuran gas dr D-240
Komponen
Keluar (kg/j)
* Limbah gas
HCl
16,3417
HCl
0,1634
H2O
14,1682
H2O
0,1417
30,5099
* Air proses dr utilitas
0,3051
* Limbah cair
H2O
30,2048
HCl
16,1783
H2O
44,2313
60,4096
60,7147
5. TANGKI PENGENCER
Komponen
60,7147
( M - 250 )
Masuk (kg/j)
* Larutan HCl dr D-240
Komponen
Keluar (kg/j)
* Larutan HCl 32% ke F-330
HCl
1617,8276
HCl
1617,8276
H2O
2088,1565
H2O
3437,8837
3705,9841
5055,7113
* Air proses dr utilitas
H2O
1349,7272
5055,7113
5055,7113
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB IV
NERACA PANAS
Kapasitas produksi
= 40.000 ton/th
Waktu operasi
= 24 jam proses per hari ; 330 hari kerja per tahun
Satuan massa
= kilogram/jam
Satuan panas
= kilokalori/jam
1. MANNHEIM FURNACE
Komponen
( Q - 210 )
Masuk (kkal/j)
* Garam dr F-110
NaCl
Komponen
Keluar (kkal/j)
* Campuran gas ke D-220
2753,0082
CaSO4
8,5818
MgSO4
11,2140
H2O
HCl
266105,2228
H2SO4
118869,6600
H2O
762613,4822
242,7518
1147588,3650
3015,5558 * Na2SO4 ke F-310
* H2SO4 60oBe dr F-120
Na2SO4
598419,8788
H2SO4
7141,1050
NaCl
10243,0492
H2O
1550,2397
CaSO4
1796,4782
8691,3447
MgSO4
1827,8820
612287,2882
* Q supply
3848064,391 * ∆H Reaksi
3859771,2919
2099895,6387
3859771,2919
IV - 1
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Neraca Panas
--------------------------------------------------------------
2. SILICA TOWER
Komponen
* Campuran gas dr Q-210
Komponen
266105,2228
HCl
H2SO4
118869,6600
H2SO4
H2O
762613,4822
H2O
1147588,3650
1147588,3650
H2O
55248,6480
557564,7224
431653,8985
1147588,3650
( D - 230 )
Masuk (kkal/j)
* Campuran gas dr Q-210
H2SO4
103121,0961
715934,4665
* Q serap
HCl
Keluar (kkal/j)
* Campuran gas ke D-230
HCl
Komponen
2
( D - 220 )
Masuk (kkal/j)
3. COKE TOWER
IV -
Komponen
Keluar (kkal/j)
* Campuran gas ke D-240
103121,0961
HCl
47100,8290
55248,6480
H2O
432396,0252
557564,7224
479496,8542
715934,4665 * H2SO4 70% dr F-320
H2SO4
H2O
1687,9044
546,6810
2234,5854
* ∆H Reaksi
275258,7308 * Q serap
509461,7577
991193,1973
991193,1973
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Neraca Panas
--------------------------------------------------------------
4. KOLOM ABSORBER
Komponen
3
( D - 240 )
Masuk (kkal/j)
* Campuran gas dr D-230
Komponen
Keluar (kkal/j)
* Campuran gas ke D-241
HCl
47100,8290
HCl
250,1948
H2O
432396,0252
H2O
8179,7716
479496,8542
* Air proses dr utilitas
H2O
IV -
8429,9664
* Larutan HCl ke M-250
3114,6288
HCl
4010,8878
H2O
12141,4705
16152,3583
* ∆H Solution
792958,149 * Q serap
1275569,6320
5. KOLOM SCRUBBER
Komponen
1250987,3073
1275569,6320
( D - 241 )
Masuk (kkal/j)
* Campuran gas dr D-240
Komponen
Keluar (kkal/j)
* Limbah gas
HCl
250,1948
HCl
1,4113
H2O
8179,7716
H2O
79,7526
8429,9664
* Air proses dr utilitas
H2O
81,1639
* Limbah cair
67,4932
HCl
21,6020
H2O
138,3951
159,9971
* ∆H Solution
7930,637 * Q serap
16428,0966
16186,9356
16428,0966
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Neraca Panas
--------------------------------------------------------------
6. TANGKI PENGENCER
Komponen
IV -
4
( M - 250 )
Masuk (kkal/j)
* Larutan HCl dr D-240
Komponen
Keluar (kkal/j)
* Larutan HCl 32% ke F-330
HCl
4008,2284
HCl
1540,7057
H2O
1139909,6068
H2O
1863893,1728
1143917,8352
1865433,8785
* Air proses dr utilitas
H2O
* ∆H Solution
3015,8927
792958,149 * Q serap
1939891,8769
74457,9984
1939891,8769
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB V
SPESIFIKASI ALAT
Kapasitas produksi
= 40.000 ton/th
Waktu operasi
= 24 jam proses per hari ; 330 hari kerja per tahun
Satuan massa
= kilogram/jam
Satuan panas
= kilokalori/jam
1. SILO GARAM NONELECTROLYSIS
( F - 110 )
Fungsi
: Menampung garam nonelectrolysis dari supplier
Type
: silinder tegak dengan tutup atas datar dan bawah conis
Dasar pemilihan
: umum digunakan untuk menampung padatan
Kondisi Operasi
:
- Tekanan
= 1 atm (tekanan atmosfer)
- Suhu
= 30°C (suhu kamar)
- Waktu penyimpanan = 7 hari
inlet
Outlet
Spesifikasi :
Volume
: 5040 cuft = 143 m3
Diameter
: 13 ft
Tinggi
: 39 ft
Tebal shell
: 3/8 in
Tebal tutup atas
: 3/8 in
Tebal tutup bawah
: 3/8 in
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 grade C (Brownell : 253)
Jumlah
: 2 buah
V - 1
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V -
2
2. BUCKET ELEVATOR ( J - 111 )
Fungsi
: memindahkan bahan dari supplier ke silo F-110
Type
: Continuous Discharge Bucket Elevator
Dasar pemilihan
: untuk memindahkan bahan dengan ketinggian tertentu
Spesifikasi :
Kapasitas maksimum
= 14 ton/jam
Ukuran
= 6 in x 4 in x 4 ¼ in
Bucket Spacing
= 12 in
Tinggi Elevator
= 44 ft
Ukuran Feed (maximum)
= ¾ in
Bucket Speed
= (2,8 / 14) x 225 ft/mnt = 45 ft/menit
Putaran Head Shaft
= (2,8 / 14) x 43 rpm = 9 rpm
Lebar Belt
= 7 in
Power total
= 4 hp
Alat pembantu
= Hopper Chute (pengumpan)
Jumlah
= 1 buah
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V -
3
3. TANGKI H 2SO 4 60oBe ( F - 120 )
Fungsi
: menampung larutan asam sulfat 60°Be dari supplier
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 = 7 hari
Masuk
Keluar
Spesifikasi :
Volume
: 7455 cuft = 211 M3
Diameter
: 21 ft
Tinggi
: 21 ft
Tebal shell
: ¼ in
Tebal tutup atas
: ¼ in
Tebal tutup bawah
: ¼ in
Bahan konstruksi
: Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)
Jumlah
: 2 buah
4. POMPA – 1
( L - 121 )
Fungsi
: Memindahkan bahan dari F-120 ke Q-210
Type
: Centrifugal Pump
Dasar Pemilihan
: sesuai untuk viskositas < 10 cP dan tekanan yang rendah.
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V -
4
Spesifikasi :
Bahan konstruksi
: Commercial Steel
Rate Volumetrik
: 8,90 gpm
Total DynamicHead : 25,42 ft.lbf/lbm
Effisiensi motor
: 80%
Power
: 1,5 hp = 1,2 kW
Jumlah
: 1 buah
5. MANNHEIM FURNACE
( Q - 210 )
Fungsi : Untuk mereaksikan NaCl dan H2SO4 membentuk HCl dan Na2SO4
Type : ROTARY HEARTH FURNACE (Furnace Broker Inc.)
Dasar Pemilihan
: Penanganan otomatis dan sesuai dengan bahan
Spesifikasi :
Serial number
= CC-10315-1
Temperature
= maksimum 1093°C (2000°F)
Control Voltage
= 120 Volts
Outside Diameter
= 130 in
Inside Diameter
= 120 in
Panjang
= 192 in
Tinggi
= 11 in
Refraktori
= batu tahan api , Diameter = 10 in
Kaloric Load
= 1,6 juta Btu/jam
Rotary heart
= Alloy Segmented Heart Plates with gas fired radian “ U ”
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V -
5
Accecories
= Electric Gear Driven Motor
Bahan
= Heavy Gauge Steel with external bracing angles (welded)
Jumlah
= 1 buah
6. BLOWER – 1
( G - 211 )
Fungsi
: memindahkan udara dari udara bebas ke Q-210
Type
: Centrifugal Blower
Dasar Pemilihan
: Sesuai dengan jenis bahan , efisiensi tinggi.
Masuk
Masuk
Keluar
Keluar
Spesifikasi :
Bahan
: Commercial Steel
Rate Volumetrik
: 3589 cuft/menit
Adiabatic Head
: 15000 ft.lbf/lbm gas
Effisiensi motor
: 80%
Power
: 70 hp
Jumlah
: 2 buah - multistage
7. BLOWER – 2
( G - 212 )
Fungsi
: memindahkan gas dari Q-210 ke alat selanjutnya
Type
: Centrifugal Blower
Dasar Pemilihan
: Sesuai dengan jenis bahan , efisiensi tinggi.
Masuk
Masuk
Keluar
Keluar
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V -
6
Spesifikasi :
Bahan
: Commercial Steel
Rate Volumetrik
: 1952 cuft/menit
Adiabatic Head
: 15000 ft.lbf/lbm gas
Effisiensi motor
: 80%
Power
: 82 hp
Jumlah
: 2 buah - multistage
8. SCREW CONVEYOR
( J - 213 )
Fungsi
: memindahkan bahan dari Q-210 ke F-310
Type
: Plain spouts or chutes
Dasar pemilihan
: Umum digunakan untuk padatan dengan sistem tertutup
INLET
Spesifikasi :
Tampak
Depan
Kapasitas
: 44 cuft/jam
Panjang
: 50 ft
Diameter
: 9 in
Kecepatan putaran
: 10 rpm
Power
: 2 hp
Jumlah
: 1 buah
Tampak Samping
OUTLET
9. SILICA TOWER ( D - 220 )
Fungsi
: menyerap panas campuran gas dengan media silica
Type
: silinder tegak , tutup bawah dan tutup atas dish
dilengkapi dengan : packing silica dan sparger
Dasar Pemilihan
: Umum digunakan untuk proses penyerapan
Kondisi operasi :
* Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer)
* Suhu operasi = suhu bahan
* Sistem kerja = kontinyu
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V -
7
Outlet Gas
Silica
Packed
Inlet GasA
Spesifikasi :
Dimensi tangki :
Volume
: 4880 cuft = 139 M3
Diameter
: 11 ft
Tinggi
: 55 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 silica
Packing disusun secara acak (randomize)
Kebutuhan silica
Sparger :
: 80550 kg
Type
: Standard Perforated Pipe
Bahan konstruksi
: commercial steel
Sparger Bagian Bawah :
Jumlah kolom
Diameter lubang
: 3,21 mm
Jumlah cabang
: 20 buah
Lubang tiap cabang
: 263 buah
: 1 buah
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V -
8
10. COKE TOWER ( D - 230 )
Fungsi
: Mengkondensasi uap asam sulfat dengan media coke
Type
: silinder tegak , tutup bawah dan tutup atas dish
dilengkapi dengan : packing coke dan sparger
Dasar Pemilihan
: Umum digunakan untuk proses penyerapan
Kondisi operasi :
* Tekanan operasi = 1 atm (tekanan bahan)
* Suhu operasi = suhu bahan
* Sistem kerja = kontinyu
Outlet Gas
Coke
Packed
Inlet GasA
Spesifikasi :
Outlet Liquid
Dimensi tangki :
Volume
: 2773 cuft = 79 M3
Diameter
: 9 ft
Tinggi
: 45 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 coke
Packing disusun secara acak (randomize)
Kebutuhan coke
: 35082 kg
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
Sparger :
------------------------------------------------------------
Type
: Standard Perforated Pipe
Bahan konstruksi
: commercial steel
V -
9
Sparger Bagian Bawah :
Diameter lubang
: 3,30 mm
Jumlah cabang
: 20 buah
Lubang tiap cabang
: 210 buah
Jumlah kolom
: 1 buah
11. POMPA – 2
( L - 231 )
Fungsi
: Memindahkan bahan dari D-230 ke F-320
Type
: Centrifugal Pump
Dasar Pemilihan
: sesuai untuk viskositas < 10 cP dan tekanan yang rendah.
Spesifikasi :
Bahan konstruksi
: Commercial Steel
Rate Volumetrik
: 1,00 gpm
Total DynamicHead : 23,19 ft.lbf/lbm
Effisiensi motor
: 80%
Power
: 1,5 hp = 1,2 kW
Jumlah
: 1 buah
12. KOLOM ABSORBER
( D - 240 )
Fungsi
: menyerap gas HCl dengan air proses dari utilitas
Type
: silinder tegak , tutup bawah dan tutup atas dish
dilengkapi dengan : packing raschig ring dan sparger
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
Dasar Pemilihan
: Umum digunakan untuk proses penyerapan
Kondisi operasi :
* Tekanan operasi = 1 atm (tekanan bahan)
V - 10
* Suhu operasi = suhu bahan
* Sistem kerja = kontinyu
Outlet Gas
Inlet Liquid
Packing
Raschig ring
Inlet GasA
Spesifikasi :
Dimensi tangki :
Outlet Liquid
Volume
: 2243 cuft = 64 M3
Diameter
: 8 ft
Tinggi
: 40 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 standar : (Van Winkle :
607)
Packing disusun secara acak (randomize)
Ukuran packing
: 1 in
Tebal packing
: 1/8 in
Free gas space
: 73%
Jumlah packing
: 173610 buah
Bahan konstruksi
: Ceramic Stoneware
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
Sparger :
------------------------------------------------------------
Type
: Standard Perforated Pipe
Bahan konstruksi
: commercial steel
Bagian Atas :
Diameter lubang
: 4,39 mm
Jumlah cabang
: 20 buah
Lubang tiap cabang
: 139 buah
Diameter lubang
: 3,34 mm
Jumlah cabang
: 20 buah
Lubang tiap cabang
: 183 buah
Bagian bawah :
Jumlah kolom
V - 11
: 1 buah
13. KOLOM SCRUBBER
( D - 241 )
Fungsi
: menyerap gas HCl dengan air proses dari utilitas
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 bahan)
* Suhu operasi = suhu bahan
* Sistem kerja = kontinyu
Outlet Gas
Inlet Liquid
Packing
Raschig ring
Inlet GasA
Outlet Liquid
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V - 12
Spesifikasi :
Dimensi tangki :
Volume
: 25 cuft = 1 M3
Diameter
: 2 ft
Tinggi
: 10 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 standar : (Van Winkle :
607)
Packing disusun secara acak (randomize)
Ukuran packing
: 1 in
Tebal packing
: 1/8 in
Free gas space
: 73%
Jumlah packing
: 2700 buah
Bahan konstruksi
: Ceramic Stoneware
Sparger :
Type
: Standard Perforated Pipe
Bahan konstruksi
: commercial steel
Bagian Atas :
Diameter lubang
: 4,60 mm
Jumlah cabang
: 20 buah
Lubang tiap cabang
: 34 buah
Diameter lubang
: 3,79 mm
Jumlah cabang
: 20 buah
Lubang tiap cabang
: 41 buah
Bagian bawah :
Jumlah kolom
: 1 buah
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V - 13
14. POMPA – 3
( L - 242 )
Fungsi
: Memindahkan bahan dari D-240 ke M-250
Type
: Centrifugal Pump
Dasar Pemilihan
: sesuai untuk viskositas < 10 cP dan tekanan yang rendah.
Spesifikasi :
Bahan konstruksi
: Commercial Steel
Rate Volumetrik
: 14,90 gpm
Total DynamicHead : 14,90 ft.lbf/lbm
Effisiensi motor
: 80%
Power
: 1,5 hp = 1,2 kW
Jumlah
: 1 buah
15. TANGKI PENGENCER
( M - 250 )
Perhitungan dan penjelasan pada Bab VI Perencanaan Alat Utama
16. POMPA – 4
( L - 251 )
Fungsi
: Memindahkan bahan dari M-250 ke F-330
Type
: Centrifugal Pump
Dasar Pemilihan
: sesuai untuk viskositas < 10 cP dan tekanan yang rendah.
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V - 14
Spesifikasi :
Bahan konstruksi
: Commercial Steel
Rate Volumetrik
: 15,30 gpm
Total DynamicHead : 49,87 ft.lbf/lbm
Effisiensi motor
: 80%
Power
: 1,5 hp = 1,2 kW
Jumlah
: 1 buah
17. STOCKPILE Na 2SO 4 ( F - 310 )
Fungsi
: Menampung produk samping natrium sulfat
Dasar Pemilihan
: Bahan berbentuk solid
Fungsi : Mendinginkan dan menyempurnakan proses agglomerasi.
Kondisi operasi :
* Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer)
* Suhu operasi = 30oC (suhu kamar)
* Waktu penyimpanan = 7 hari
Stock pile (gudang) berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.
Spesifikasi :
Bentuk
: empat persegi panjang
Ukuran
: Panjang
= 8,2 m
Lebar
= 8,2 m
Tinggi
= 4,1 m
Bahan konstuksi
: Beton
Jumlah
: 1 buah
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
18. TANGKI H 2SO 4 70%
V - 15
( F - 320 )
Fungsi
: menampung produk samping larutan asam sulfat 70%
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 = 7 hari
Masuk
Keluar
Spesifikasi :
Volume
: 840 cuft = 24 M3
Diameter
: 10 ft
Tinggi
: 10 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
: 2 buah
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
19. TANGKI HCl 32%
V - 16
( F - 330 )
Fungsi
: menampung produk utama larutan HCl 32%
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 = 7 hari
Masuk
Keluar
Spesifikasi :
Volume
: 17535 cuft = 497 M3
Diameter
: 28 ft
Tinggi
: 28 ft
Tebal shell
: ¼ in
Tebal tutup atas
: ¼ in
Tebal tu
PRA RENCANA PABRIK
Oleh :
YULIAN SYAH
093101 0054
J URUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
J AWA TIMUR
2013
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
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
HCl
Dari
Garam
Nonelectrolysis”, 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 HCl Dari Garam Nonelectrolysis” 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. Bapak Ir. Sukamto N.E.P., MS
Selaku dosen pembimbing.
4. Dosen Jurusan Teknik Kimia , FTI , UPN “Veteran” Jawa Timur.
ii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
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 , Maret 2013
Penyusun,
iii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
INTISARI
Perencanaan pabrik HCl ini diharapkan dapat berproduksi dengan
kapasitas 40.000 ton HCl per tahun dalam bentuk liquid. Pabrik beroperasi secara
kontinyu selama 330 hari dalam setahun.
Industri hydrochloric acid 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. Secara singkat, uraian proses dari pabrik HCl sebagai berikut :
Pertama-tama garam non-electrolysis direaksikan dengan asam sulfat
membentuk natrium sulfat dan gas HCl. Gas HCl kemudian didinginkan dan
diserap pada absorber. Larutan HCl hasil penyerapan kemudian diencerkan
sampai dengan kadar komersial 32% dan siap dikemas sebagai produk akhir.
Pendirian pabrik berlokasi di Manyar, Gresik dengan ketentuan :
Bentuk Perusahaan
: Perseroan Terbatas
Sistem Organisasi
: Garis dan Staff
Jumlah Karyawan
: 182 orang
Sistem Operasi
: Continuous
Waktu Operasi
: 330 hari/tahun ; 24 jam/hari
iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Analisa Ekonomi :
* Massa Konstruksi
: 2 Tahun
* Umur Pabrik
: 10 Tahun
* Fixed Capital Investment (FCI)
: Rp. 14.456.659.000
* Working Capital Investment (WCI)
: Rp. 34.702.990.000
* Total Capital Investment (TCI)
: Rp. 49.159.649.000
* Biaya Bahan Baku (1 tahun)
: Rp. 96.945.383.000
* Biaya Utilitas (1 tahun)
: Rp. 6.294.098.000
99 M3/hari
- Air pendingin
=
- Listrik
= 4.728 kWh/hari
- Bahan Bakar
= 2.040 liter/hari
* Biaya Produksi Total (Total Production Cost)
: Rp. 138.811.958.000
* Hasil Penjualan Produk (Sale Income)
: Rp. 169.639.832.000
* Bunga Bank (Kredit Investasi Bank Mandiri)
: 13,5%
* Internal Rate of Return
: 19,96%
* Rate On Investment
: 22,64%
* Pay Out Periode
: 4,4 Tahun
* Break Even Point (BEP)
: 28%
v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
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
vi
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
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
vii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
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
DAFTAR PUSTAKA
viii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Hydrochloric acid 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 hydrochloric acid 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 hydrochloric acid di dunia juga semakin meningkat, mengingat
hydrochloric acid merupakan katalis yang sering digunakan pada reaksi FriedelCrafts tersebut.
Pembuatan hydrochloric acid 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
hydrochloric acid 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)
I - 1
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Pendahuluan
-----------------------------------------------------------------
I -
2
Industri hydrochloric acid 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. Hydrochloric acid juga digunakan pada industri farmasi, industri tekstil,
industri kimia organik, industri pengolahan karet, dan industri minyak pelumas
(chemicalland21). Maka pendirian pabrik hydrochloric acid 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 hydrochloric acid, sehingga Indonesia tidak mengimpor
hydrochloric acid. Dengan demikian dapat mendorong pertumbuhan industriindustri kimia, menciptakan lapangan pekerjaan, mengurangi pengangguran dan
yang terakhir diharapkan dapat menumbuhkan serta memperkuat perekonomian di
Indonesia. Kebutuhan hydrochloric acid di Indonesia dipenuhi oleh beberapa
negara pengimpor. Berdasarkan data statistik, sampai saat ini Indonesia masih
membutuhkan hydrochloric acid dari negara-negara penghasil hydrochloric acid.
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Pendahuluan
-----------------------------------------------------------------
I -
3
I.3. Aspek Ekonomi
Hydrochloric acid 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 hydrochloric acid juga cukup tinggi di
pasaran jika dibandingkan dengan jenis katalis lainnya lainnya hal ini
menunjukkan produksi hydrochloric acid memiliki prospek yang menguntungkan
dan mampu bersaing dengan produk katalis lainnya.
Hydrochloric acid 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 tabel
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 Hydrochloric acid di Indonesia
Kebutuhan
Tahun
(ton/th)
2007
12.778
2008
18.220
2009
21.650
2010
24.350
2011
28.335
Sumber : Depperindag
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Pendahuluan
-----------------------------------------------------------------
I -
4
Dengan demikian, maka penting sekali adanya perencanaan pendirian
pabrik hydrochloric acid 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.
I.4. Sifat Bahan Baku dan Produk
Bahan Baku :
I.4.A. Garam
(Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7 ed)
Nama Lain
: Sodium Chloride
Rumus Molekul
: NaCl
Rumus Bangun
: Na – Cl
Berat Molekul
: 58,5
Warna
: putih
Bau
: tidak berbau
Bentuk
: kristal
Specific Gravity
: 2,163
Melting Point
: 800,4°C
Boiling Point
: 1413°C
Solubility, Cold Water
: 35,7 kg/ 100 kg H2O (H2O=0°C)
Solubility, Hot Water
: 39,8 kg/ 100 kg H2O (H2O=100°C)
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Pendahuluan
-----------------------------------------------------------------
I -
5
Komposisi Sodium Chloride : (PT. Garam)
Komponen
NaCl
CaSO4
% Berat
95,45%
0,31%
MgSO4
0,36%
H2O
3,88%
100,00%
(Chemicalland21 & Perry 7ed : 1999)
I.4.B. Asam Sulfat
Nama Lain
: Oil of Vitriol, Dihydrogen Sulfate
Rumus Molekul
: H2SO4
Rumus Bangun
:
Berat Molekul
: 98
Warna
: tidak berwarna
Bau
: tajam, khas
Bentuk
: liquid pekat
Specific Gravity
: 1,834
Melting Point ; °C
: 10,49
Boiling Point ; °C
: terdekomposisi diatas 340°C
Solubility, cold water
: larut sedikit
Komposisi sulfuric acid 60oBe : (PT.Petrokimia Gresik)
Komponen
H2SO4
H2O
% Berat
77,67%
22,33%
100,00%
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Pendahuluan
-----------------------------------------------------------------
I -
6
Produk :
I.4.C. Natrium Sulfat
(Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7 ed)
Nama Lain
: Disodium monosulfate
Rumus Molekul
: Na2SO4
Rumus Bangun
:
Berat Molekul
: 142
Warna
: tidak berwarna , putih
Bau
: tidak berbau
Bentuk
: solid
Specific gravity
: 2,698
Melting point
: 888°C
Boiling point
: 1100°C terdekomposisi
Solubility, Cold Water
: 19,4 kg/100 kgH2O (H2O=20°C)
Solubility, Hot Water
: 45,3 kg/100 kgH2O (H2O=60°C)
(1 atm)
(1 atm)
Komposisi Sodium Sulfate :
Sodium sulfate dijual dalam bentuk slag (raw sodium sulfate)
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Pendahuluan
-----------------------------------------------------------------
I -
I.4.D. Hydrochloric Acid
(Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7ed)
Nama Lain
: Spirit of Salt
Rumus Molekul
: HCl
Rumus Bangun
: H – Cl
Berat Molekul
: 36,5
Warna
: tidak berwarna , kekuningan
Bau
: berbau tajam
Bentuk
: Larutan
Specific gravity
: 1,268
Melting point
: -111°C
Boiling point
: -85°C (1 atm)
Solubility, Cold Water
: 82,3 kg/100 kgH2O (H2O=0°C)
Solubility, Hot Water
: 56,1 kg/100 kgH2O (H2O=60°C)
7
(1 atm)
Komposisi Hydrochloric acid :
Kadar komersial larutan HCl = 32% (Keyes : 430)
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB II
SELEKSI DAN URAIAN PROSES
II.1. Tinjauan Proses
Pada dasarnya pembuatan hydrochloric acid dapat dilakukan dengan tiga
cara yang berbeda berdasarkan jenis bahan baku yang digunakan. Secara garis
besar pembuatan hydrochloric acid dapat dibedakan menajadi :
1. Hydrochloric Acid Dari Garam Dengan Proses Mannheim Furnace
2. Hydrochloric Acid Dari Chlor ine Dan Hydrogen
Dengan Proses Combustion
3. Hydrochloric Acid Dari Garam Dengan Proses Hargr eaves
II.1.A. Hydrochloric Acid Dari Garam Dengan Proses Mannheim Furnace
Pada proses ini bahan baku yang digunakan adalah garam dan sulfuric
acid. Pertama-tama garam dan sulfuric acid sedikit berlebih dengan kadar 60°Be
diumpankan ke furnace yang dilengkapi dengan pengaduk jenis rake atau disebut
Mannheim Furnace, dimana reaksi berjalan dengan suhu 843°C.
II - 1
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Seleksi & Uraian Proses
--------------------------------------------------
II -
2
Reaksi yang terjadi : (Keyes : 426)
NaCl + H2SO4 → HCl + NaHSO4
NaCl + NaHSO4 → HCl + Na2SO4
Produk atas furnace berupa gas hydrogen chloride kemudian diumpankan
ke silica S-bend cooler untuk proses pendinginan, sedangkan produk bawah
berupa endapan garam sodium sulfate.
Gas hydrogen chloride dari furnace didinginkan pada silica S-bend cooler
sampai suhu 38°C. Gas kemudian dilewatkan ke coke tower untuk menghilangkan
sulfuric acid yang terkandung dalam gas. Gas hydrogen chloride kemudian
diserap dengan air proses melalui absorber, sehingga didapat larutan hydrochloric
acid 30%. Gas hydrogen chloride yang tidak terserap kemudian diolah pada
scrubber sebelum dibuang ke udara bebas. Yields pada proses ini didapat 98%.
II.1.B. Hydrochloric Acid Dari Chlorine Dan Hydrogen
Dengan Proses Combustion
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Seleksi & Uraian Proses
--------------------------------------------------
II -
3
Pada proses ini bahan baku yang digunakan adalah gas chlorine dan gas
hydrogen. Pertama-tama gas chlorine dibakar dengan gas hydrogen yang sedikit
berlebih untuk menghasilkan hydrogen chloride. Gas hydrogen chloride yang
terbentuk kemudian didinginkan pada silica S-bend cooler.
Reaksi yang terjadi : (Keyes : 427)
H2 + Cl2 → 2 HCl
Gas hydrogen chloride didinginkan dan diserap dengan air proses pada
silica S-bend cooler, sehingga menghasilkan larutan hydrochloric acid 22°Be
(36%). Gas hydrogen chloride yang tidak terserap kemudian diserap dengan air
proses pada kolom absorber sehingga didapat larutan hydrochloric acid 18°Be
(28%). Gas hydrogen chloride yang tidak terserap kemudian diolah pada scrubber
sebelum dibuang ke udara bebas. Yields pada proses ini didapat 90-99%.
II.1.C. Hydrochloric Acid Dari Garam Dengan Proses Hargr eaves
Pada proses ini bahan baku yang digunakan adalah garam dari danau Salt
Lake di Louisiana, Amerika Serikat. Pertama-tama campuran gas sulfur dioxide
dan udara serta air dilewatkan pada briket garam pada beberapa reaktor vertikal.
Reaksi yang terjadi : (Keyes : 428)
NaCl + 2 SO2 + O2 + 2 H2O → 2 Na2SO4 + 4 HCl
Reaksi berjalan pada suhu 427°C (800°F) sampai 538°C (1000°F), dimana
produk bawah reaktor berupa garam sodium sulfat sedangkan produk atas berupa
gas hydrogen chloride kemudian didinginkan dan diserap seperti pada proses
combustion. Yields pada proses ini didapat 90-99%.
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Seleksi & Uraian Proses
--------------------------------------------------
II -
4
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
Mannheim
Combustion
Hargreaves
Bahan Baku
Garam dan
Sulfuric acid
Chlorine dan
Hydrogen
Garam dan
Sulfur dioxide,
Air
Pengendalian bahan
baku utama
Umum
Umum
Khusus
(briquett garam)
Reaktor
Mannheim
Furnace
Burner Chamber
Vertical Kiln
Series
Suhu Reaksi
843oC
900oC
427-538oC
Peralatan
5 Unit
4 Unit
7 Unit
Yields
98%
90% - 99%
90% - 99%
sumber : Keyes , halaman 426-429
Dari tabel diatas, dipilih proses pembuatan hydrochloric acid dari garam dengan
proses Mannheim, dengan faktor – faktor :
1. Bahan baku lebih mudah didapat.
2. Reaktor lebih sederhana, sehingga investasi lebih ekonomis.
3. Instalasi peralatan lebih sederhana, sehingga investasi lebih ekonomis.
4. Yields yang dihasilkan dapat mencapai 98%.
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Seleksi & Uraian Proses
--------------------------------------------------
II -
5
II.2.B. Uraian Proses
Pembuatan hydrochloric acid dari garam 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 uraian prosesnya sebagai berikut :
Pertama-tama bahan baku garam non electrolysis dari supplier ditampung
di silo F-110 dengan bantuan bucket elevator J-111 untuk kemudian diumpankan
ke dalam Mannheim furnace Q-210 untuk direaksikan dengan asam sulfat yang
dipompa dari tangki F-120.
Pada Mannheim furnace terjadi reaksi antara garam non electrolysis
dengan asam sulfat membentuk natrium sulfat dan HCl dengan suhu operasi
840°C. Reaksi yang terjadi :
Reaksi 1.
NaCl (s) + H2SO4 (l) → NaHSO4 (l) + HCl (g)
Reaksi 2.
NaHSO4 (l) + NaCl (s) → Na2SO4 (s) + HCl (g)
Produk bawah furnace berupa slag natrium sulfat kemudian dialirkan dengan
screw conveyor J-213 menuju ke stockpile F-310 sebagai produk samping.
Produk atas berupa campuran uap HCl , asam sulfat dan air kemudian
dihembuskan dengan blower G-212 menuju ke silica tower D-220 untuk proses
pendinginan sampai dengan suhu 350°C. Campuran uap kemudian dilewatkan ke
coke tower D-230 untuk proses kondensasi asam sulfat dengan media coke.
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Seleksi & Uraian Proses
--------------------------------------------------
II -
6
Pada coke tower (D-320) terjadi reaksi dekomposisi H2SO4 pada suhu
175°C dan secara reversible terjadi kondensasi H2SO4 dengan kadar 70%
(Berkowitz; hal. 213).
Reaksi yang terjadi :
Reaksi 1.
H2SO4 (g) → SO3 (g) + H2O (g) (Berkowitz; hal. 213)
Reaksi 2.
SO3 (g) + H2O (g) → H2SO4 (l) (Berkowitz; hal. 213)
Produk bawah coke tower D-230 berupa larutan asam sulfat 70% kemudian
ditampung pada tangki F-320 sebagai produk samping, sedangkan uap HCl dan
uap air kemudian dilewatkan ke kolom absorber D-240 untuk proses penyerapan.
Pada kolom absorber D-240 terjadi proses penyerapan uap HCl dengan air
proses membentuk larutan HCl 45,2% (Perry 7ed; T.2-1). Larutan HCl 45,2%
kemudian diumpankan ke tangki pengencer M-250 untuk proses pengenceran,
sedangkan uap HCl yang tidak terserap, kemudian dilewatkan ke kolom scrubber
D-241 untuk proses pengolahan limbah gas (dengan penambahan air proses dari
utilitas untuk menyerap uap HCl yang tidak terserap pada kolom absorber D-240).
Pada tangki pengencer M-250, larutan HCl 45,2% diencerkan menjadi
larutan HCl 32% dengan penambahan air proses dari utilitas. Produk akhir berupa
larutan HCl 32% kemudian ditampung pada tangki F-330 sebagai produk akhir
larutan HCl 32%.
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB III
NERACA MASSA
Kapasitas produksi
= 40.000 ton/th
Waktu operasi
= 24 jam proses per hari ; 330 hari kerja per tahun
Satuan massa
= kilogram/jam
1. MANNHEIM FURNACE
Komponen
( Q - 210 )
Masuk (kg/j)
* Garam dr F-110
NaCl
Keluar (kg/j)
* Campuran gas ke D-220
2672,6000
CaSO4
8,6800
MgSO4
10,0800
H2O
Komponen
HCl
1634,1693
H2SO4
219,3816
H2O
802,4305
2655,9814
108,6400
2800,0000 * Na2SO4 ke F-310
* H2SO4 60oBe dr F-120
H2SO4
H2O
Na2SO4
3178,7950
2413,1979
NaCl
53,4520
693,7905
CaSO4
8,6800
3106,9884
MgSO4
10,0800
3251,0070
5906,9884
5906,9884
III - 1
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Neraca Massa
------------------------------------------------------------
2. COKE TOWER
Komponen
-
2
( D - 230 )
Masuk (kg/j)
* Campuran gas dr Q-210
HCl
III
Komponen
Keluar (kg/j)
* Campuran gas ke D-240
1634,1693
HCl
1634,1693
H2SO4
219,3816
H2O
708,4098
H2O
802,4305
2342,5791
2655,9814 * H2SO4 70% dr F-320
H2SO4
219,3816
H2O
94,0207
313,4023
2655,9814
3. KOLOM ABSORBER
Komponen
2655,9814
( D - 240 )
Masuk (kg/j)
* Campuran gas dr D-230
Komponen
Keluar (kg/j)
* Campuran gas ke D-241
HCl
1634,1693
HCl
16,3417
H2O
708,4098
H2O
14,1682
2342,5791
* Air proses dr utilitas
H2O
30,5099
* Larutan HCl ke M-250
1393,9149
HCl
1617,8276
H2O
2088,1565
3705,9841
3736,4940
3736,4940
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Neraca Massa
------------------------------------------------------------
4. KOLOM SCRUBBER
Komponen
III
-
3
( D - 241 )
Masuk (kg/j)
* Campuran gas dr D-240
Komponen
Keluar (kg/j)
* Limbah gas
HCl
16,3417
HCl
0,1634
H2O
14,1682
H2O
0,1417
30,5099
* Air proses dr utilitas
0,3051
* Limbah cair
H2O
30,2048
HCl
16,1783
H2O
44,2313
60,4096
60,7147
5. TANGKI PENGENCER
Komponen
60,7147
( M - 250 )
Masuk (kg/j)
* Larutan HCl dr D-240
Komponen
Keluar (kg/j)
* Larutan HCl 32% ke F-330
HCl
1617,8276
HCl
1617,8276
H2O
2088,1565
H2O
3437,8837
3705,9841
5055,7113
* Air proses dr utilitas
H2O
1349,7272
5055,7113
5055,7113
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB IV
NERACA PANAS
Kapasitas produksi
= 40.000 ton/th
Waktu operasi
= 24 jam proses per hari ; 330 hari kerja per tahun
Satuan massa
= kilogram/jam
Satuan panas
= kilokalori/jam
1. MANNHEIM FURNACE
Komponen
( Q - 210 )
Masuk (kkal/j)
* Garam dr F-110
NaCl
Komponen
Keluar (kkal/j)
* Campuran gas ke D-220
2753,0082
CaSO4
8,5818
MgSO4
11,2140
H2O
HCl
266105,2228
H2SO4
118869,6600
H2O
762613,4822
242,7518
1147588,3650
3015,5558 * Na2SO4 ke F-310
* H2SO4 60oBe dr F-120
Na2SO4
598419,8788
H2SO4
7141,1050
NaCl
10243,0492
H2O
1550,2397
CaSO4
1796,4782
8691,3447
MgSO4
1827,8820
612287,2882
* Q supply
3848064,391 * ∆H Reaksi
3859771,2919
2099895,6387
3859771,2919
IV - 1
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Neraca Panas
--------------------------------------------------------------
2. SILICA TOWER
Komponen
* Campuran gas dr Q-210
Komponen
266105,2228
HCl
H2SO4
118869,6600
H2SO4
H2O
762613,4822
H2O
1147588,3650
1147588,3650
H2O
55248,6480
557564,7224
431653,8985
1147588,3650
( D - 230 )
Masuk (kkal/j)
* Campuran gas dr Q-210
H2SO4
103121,0961
715934,4665
* Q serap
HCl
Keluar (kkal/j)
* Campuran gas ke D-230
HCl
Komponen
2
( D - 220 )
Masuk (kkal/j)
3. COKE TOWER
IV -
Komponen
Keluar (kkal/j)
* Campuran gas ke D-240
103121,0961
HCl
47100,8290
55248,6480
H2O
432396,0252
557564,7224
479496,8542
715934,4665 * H2SO4 70% dr F-320
H2SO4
H2O
1687,9044
546,6810
2234,5854
* ∆H Reaksi
275258,7308 * Q serap
509461,7577
991193,1973
991193,1973
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Neraca Panas
--------------------------------------------------------------
4. KOLOM ABSORBER
Komponen
3
( D - 240 )
Masuk (kkal/j)
* Campuran gas dr D-230
Komponen
Keluar (kkal/j)
* Campuran gas ke D-241
HCl
47100,8290
HCl
250,1948
H2O
432396,0252
H2O
8179,7716
479496,8542
* Air proses dr utilitas
H2O
IV -
8429,9664
* Larutan HCl ke M-250
3114,6288
HCl
4010,8878
H2O
12141,4705
16152,3583
* ∆H Solution
792958,149 * Q serap
1275569,6320
5. KOLOM SCRUBBER
Komponen
1250987,3073
1275569,6320
( D - 241 )
Masuk (kkal/j)
* Campuran gas dr D-240
Komponen
Keluar (kkal/j)
* Limbah gas
HCl
250,1948
HCl
1,4113
H2O
8179,7716
H2O
79,7526
8429,9664
* Air proses dr utilitas
H2O
81,1639
* Limbah cair
67,4932
HCl
21,6020
H2O
138,3951
159,9971
* ∆H Solution
7930,637 * Q serap
16428,0966
16186,9356
16428,0966
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Neraca Panas
--------------------------------------------------------------
6. TANGKI PENGENCER
Komponen
IV -
4
( M - 250 )
Masuk (kkal/j)
* Larutan HCl dr D-240
Komponen
Keluar (kkal/j)
* Larutan HCl 32% ke F-330
HCl
4008,2284
HCl
1540,7057
H2O
1139909,6068
H2O
1863893,1728
1143917,8352
1865433,8785
* Air proses dr utilitas
H2O
* ∆H Solution
3015,8927
792958,149 * Q serap
1939891,8769
74457,9984
1939891,8769
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
BAB V
SPESIFIKASI ALAT
Kapasitas produksi
= 40.000 ton/th
Waktu operasi
= 24 jam proses per hari ; 330 hari kerja per tahun
Satuan massa
= kilogram/jam
Satuan panas
= kilokalori/jam
1. SILO GARAM NONELECTROLYSIS
( F - 110 )
Fungsi
: Menampung garam nonelectrolysis dari supplier
Type
: silinder tegak dengan tutup atas datar dan bawah conis
Dasar pemilihan
: umum digunakan untuk menampung padatan
Kondisi Operasi
:
- Tekanan
= 1 atm (tekanan atmosfer)
- Suhu
= 30°C (suhu kamar)
- Waktu penyimpanan = 7 hari
inlet
Outlet
Spesifikasi :
Volume
: 5040 cuft = 143 m3
Diameter
: 13 ft
Tinggi
: 39 ft
Tebal shell
: 3/8 in
Tebal tutup atas
: 3/8 in
Tebal tutup bawah
: 3/8 in
Bahan konstruksi
: Carbon steel SA-283 grade C (Brownell : 253)
Jumlah
: 2 buah
V - 1
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V -
2
2. BUCKET ELEVATOR ( J - 111 )
Fungsi
: memindahkan bahan dari supplier ke silo F-110
Type
: Continuous Discharge Bucket Elevator
Dasar pemilihan
: untuk memindahkan bahan dengan ketinggian tertentu
Spesifikasi :
Kapasitas maksimum
= 14 ton/jam
Ukuran
= 6 in x 4 in x 4 ¼ in
Bucket Spacing
= 12 in
Tinggi Elevator
= 44 ft
Ukuran Feed (maximum)
= ¾ in
Bucket Speed
= (2,8 / 14) x 225 ft/mnt = 45 ft/menit
Putaran Head Shaft
= (2,8 / 14) x 43 rpm = 9 rpm
Lebar Belt
= 7 in
Power total
= 4 hp
Alat pembantu
= Hopper Chute (pengumpan)
Jumlah
= 1 buah
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V -
3
3. TANGKI H 2SO 4 60oBe ( F - 120 )
Fungsi
: menampung larutan asam sulfat 60°Be dari supplier
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 = 7 hari
Masuk
Keluar
Spesifikasi :
Volume
: 7455 cuft = 211 M3
Diameter
: 21 ft
Tinggi
: 21 ft
Tebal shell
: ¼ in
Tebal tutup atas
: ¼ in
Tebal tutup bawah
: ¼ in
Bahan konstruksi
: Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)
Jumlah
: 2 buah
4. POMPA – 1
( L - 121 )
Fungsi
: Memindahkan bahan dari F-120 ke Q-210
Type
: Centrifugal Pump
Dasar Pemilihan
: sesuai untuk viskositas < 10 cP dan tekanan yang rendah.
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V -
4
Spesifikasi :
Bahan konstruksi
: Commercial Steel
Rate Volumetrik
: 8,90 gpm
Total DynamicHead : 25,42 ft.lbf/lbm
Effisiensi motor
: 80%
Power
: 1,5 hp = 1,2 kW
Jumlah
: 1 buah
5. MANNHEIM FURNACE
( Q - 210 )
Fungsi : Untuk mereaksikan NaCl dan H2SO4 membentuk HCl dan Na2SO4
Type : ROTARY HEARTH FURNACE (Furnace Broker Inc.)
Dasar Pemilihan
: Penanganan otomatis dan sesuai dengan bahan
Spesifikasi :
Serial number
= CC-10315-1
Temperature
= maksimum 1093°C (2000°F)
Control Voltage
= 120 Volts
Outside Diameter
= 130 in
Inside Diameter
= 120 in
Panjang
= 192 in
Tinggi
= 11 in
Refraktori
= batu tahan api , Diameter = 10 in
Kaloric Load
= 1,6 juta Btu/jam
Rotary heart
= Alloy Segmented Heart Plates with gas fired radian “ U ”
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V -
5
Accecories
= Electric Gear Driven Motor
Bahan
= Heavy Gauge Steel with external bracing angles (welded)
Jumlah
= 1 buah
6. BLOWER – 1
( G - 211 )
Fungsi
: memindahkan udara dari udara bebas ke Q-210
Type
: Centrifugal Blower
Dasar Pemilihan
: Sesuai dengan jenis bahan , efisiensi tinggi.
Masuk
Masuk
Keluar
Keluar
Spesifikasi :
Bahan
: Commercial Steel
Rate Volumetrik
: 3589 cuft/menit
Adiabatic Head
: 15000 ft.lbf/lbm gas
Effisiensi motor
: 80%
Power
: 70 hp
Jumlah
: 2 buah - multistage
7. BLOWER – 2
( G - 212 )
Fungsi
: memindahkan gas dari Q-210 ke alat selanjutnya
Type
: Centrifugal Blower
Dasar Pemilihan
: Sesuai dengan jenis bahan , efisiensi tinggi.
Masuk
Masuk
Keluar
Keluar
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V -
6
Spesifikasi :
Bahan
: Commercial Steel
Rate Volumetrik
: 1952 cuft/menit
Adiabatic Head
: 15000 ft.lbf/lbm gas
Effisiensi motor
: 80%
Power
: 82 hp
Jumlah
: 2 buah - multistage
8. SCREW CONVEYOR
( J - 213 )
Fungsi
: memindahkan bahan dari Q-210 ke F-310
Type
: Plain spouts or chutes
Dasar pemilihan
: Umum digunakan untuk padatan dengan sistem tertutup
INLET
Spesifikasi :
Tampak
Depan
Kapasitas
: 44 cuft/jam
Panjang
: 50 ft
Diameter
: 9 in
Kecepatan putaran
: 10 rpm
Power
: 2 hp
Jumlah
: 1 buah
Tampak Samping
OUTLET
9. SILICA TOWER ( D - 220 )
Fungsi
: menyerap panas campuran gas dengan media silica
Type
: silinder tegak , tutup bawah dan tutup atas dish
dilengkapi dengan : packing silica dan sparger
Dasar Pemilihan
: Umum digunakan untuk proses penyerapan
Kondisi operasi :
* Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer)
* Suhu operasi = suhu bahan
* Sistem kerja = kontinyu
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V -
7
Outlet Gas
Silica
Packed
Inlet GasA
Spesifikasi :
Dimensi tangki :
Volume
: 4880 cuft = 139 M3
Diameter
: 11 ft
Tinggi
: 55 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 silica
Packing disusun secara acak (randomize)
Kebutuhan silica
Sparger :
: 80550 kg
Type
: Standard Perforated Pipe
Bahan konstruksi
: commercial steel
Sparger Bagian Bawah :
Jumlah kolom
Diameter lubang
: 3,21 mm
Jumlah cabang
: 20 buah
Lubang tiap cabang
: 263 buah
: 1 buah
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V -
8
10. COKE TOWER ( D - 230 )
Fungsi
: Mengkondensasi uap asam sulfat dengan media coke
Type
: silinder tegak , tutup bawah dan tutup atas dish
dilengkapi dengan : packing coke dan sparger
Dasar Pemilihan
: Umum digunakan untuk proses penyerapan
Kondisi operasi :
* Tekanan operasi = 1 atm (tekanan bahan)
* Suhu operasi = suhu bahan
* Sistem kerja = kontinyu
Outlet Gas
Coke
Packed
Inlet GasA
Spesifikasi :
Outlet Liquid
Dimensi tangki :
Volume
: 2773 cuft = 79 M3
Diameter
: 9 ft
Tinggi
: 45 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 coke
Packing disusun secara acak (randomize)
Kebutuhan coke
: 35082 kg
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
Sparger :
------------------------------------------------------------
Type
: Standard Perforated Pipe
Bahan konstruksi
: commercial steel
V -
9
Sparger Bagian Bawah :
Diameter lubang
: 3,30 mm
Jumlah cabang
: 20 buah
Lubang tiap cabang
: 210 buah
Jumlah kolom
: 1 buah
11. POMPA – 2
( L - 231 )
Fungsi
: Memindahkan bahan dari D-230 ke F-320
Type
: Centrifugal Pump
Dasar Pemilihan
: sesuai untuk viskositas < 10 cP dan tekanan yang rendah.
Spesifikasi :
Bahan konstruksi
: Commercial Steel
Rate Volumetrik
: 1,00 gpm
Total DynamicHead : 23,19 ft.lbf/lbm
Effisiensi motor
: 80%
Power
: 1,5 hp = 1,2 kW
Jumlah
: 1 buah
12. KOLOM ABSORBER
( D - 240 )
Fungsi
: menyerap gas HCl dengan air proses dari utilitas
Type
: silinder tegak , tutup bawah dan tutup atas dish
dilengkapi dengan : packing raschig ring dan sparger
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
Dasar Pemilihan
: Umum digunakan untuk proses penyerapan
Kondisi operasi :
* Tekanan operasi = 1 atm (tekanan bahan)
V - 10
* Suhu operasi = suhu bahan
* Sistem kerja = kontinyu
Outlet Gas
Inlet Liquid
Packing
Raschig ring
Inlet GasA
Spesifikasi :
Dimensi tangki :
Outlet Liquid
Volume
: 2243 cuft = 64 M3
Diameter
: 8 ft
Tinggi
: 40 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 standar : (Van Winkle :
607)
Packing disusun secara acak (randomize)
Ukuran packing
: 1 in
Tebal packing
: 1/8 in
Free gas space
: 73%
Jumlah packing
: 173610 buah
Bahan konstruksi
: Ceramic Stoneware
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
Sparger :
------------------------------------------------------------
Type
: Standard Perforated Pipe
Bahan konstruksi
: commercial steel
Bagian Atas :
Diameter lubang
: 4,39 mm
Jumlah cabang
: 20 buah
Lubang tiap cabang
: 139 buah
Diameter lubang
: 3,34 mm
Jumlah cabang
: 20 buah
Lubang tiap cabang
: 183 buah
Bagian bawah :
Jumlah kolom
V - 11
: 1 buah
13. KOLOM SCRUBBER
( D - 241 )
Fungsi
: menyerap gas HCl dengan air proses dari utilitas
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 bahan)
* Suhu operasi = suhu bahan
* Sistem kerja = kontinyu
Outlet Gas
Inlet Liquid
Packing
Raschig ring
Inlet GasA
Outlet Liquid
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V - 12
Spesifikasi :
Dimensi tangki :
Volume
: 25 cuft = 1 M3
Diameter
: 2 ft
Tinggi
: 10 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 standar : (Van Winkle :
607)
Packing disusun secara acak (randomize)
Ukuran packing
: 1 in
Tebal packing
: 1/8 in
Free gas space
: 73%
Jumlah packing
: 2700 buah
Bahan konstruksi
: Ceramic Stoneware
Sparger :
Type
: Standard Perforated Pipe
Bahan konstruksi
: commercial steel
Bagian Atas :
Diameter lubang
: 4,60 mm
Jumlah cabang
: 20 buah
Lubang tiap cabang
: 34 buah
Diameter lubang
: 3,79 mm
Jumlah cabang
: 20 buah
Lubang tiap cabang
: 41 buah
Bagian bawah :
Jumlah kolom
: 1 buah
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V - 13
14. POMPA – 3
( L - 242 )
Fungsi
: Memindahkan bahan dari D-240 ke M-250
Type
: Centrifugal Pump
Dasar Pemilihan
: sesuai untuk viskositas < 10 cP dan tekanan yang rendah.
Spesifikasi :
Bahan konstruksi
: Commercial Steel
Rate Volumetrik
: 14,90 gpm
Total DynamicHead : 14,90 ft.lbf/lbm
Effisiensi motor
: 80%
Power
: 1,5 hp = 1,2 kW
Jumlah
: 1 buah
15. TANGKI PENGENCER
( M - 250 )
Perhitungan dan penjelasan pada Bab VI Perencanaan Alat Utama
16. POMPA – 4
( L - 251 )
Fungsi
: Memindahkan bahan dari M-250 ke F-330
Type
: Centrifugal Pump
Dasar Pemilihan
: sesuai untuk viskositas < 10 cP dan tekanan yang rendah.
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
V - 14
Spesifikasi :
Bahan konstruksi
: Commercial Steel
Rate Volumetrik
: 15,30 gpm
Total DynamicHead : 49,87 ft.lbf/lbm
Effisiensi motor
: 80%
Power
: 1,5 hp = 1,2 kW
Jumlah
: 1 buah
17. STOCKPILE Na 2SO 4 ( F - 310 )
Fungsi
: Menampung produk samping natrium sulfat
Dasar Pemilihan
: Bahan berbentuk solid
Fungsi : Mendinginkan dan menyempurnakan proses agglomerasi.
Kondisi operasi :
* Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer)
* Suhu operasi = 30oC (suhu kamar)
* Waktu penyimpanan = 7 hari
Stock pile (gudang) berbentuk persegi panjang terbuat dari beton.
Spesifikasi :
Bentuk
: empat persegi panjang
Ukuran
: Panjang
= 8,2 m
Lebar
= 8,2 m
Tinggi
= 4,1 m
Bahan konstuksi
: Beton
Jumlah
: 1 buah
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
18. TANGKI H 2SO 4 70%
V - 15
( F - 320 )
Fungsi
: menampung produk samping larutan asam sulfat 70%
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 = 7 hari
Masuk
Keluar
Spesifikasi :
Volume
: 840 cuft = 24 M3
Diameter
: 10 ft
Tinggi
: 10 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
: 2 buah
--------------------------------------------------------------------------------------------------Pra Rencana Pabrik HCl dari Garam Nonelectrolysis
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Spesifikasi Alat
------------------------------------------------------------
19. TANGKI HCl 32%
V - 16
( F - 330 )
Fungsi
: menampung produk utama larutan HCl 32%
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 = 7 hari
Masuk
Keluar
Spesifikasi :
Volume
: 17535 cuft = 497 M3
Diameter
: 28 ft
Tinggi
: 28 ft
Tebal shell
: ¼ in
Tebal tutup atas
: ¼ in
Tebal tu