LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK PRARANCANGAN PABRIK ETILBENZEN DENGAN PROSES Prarancangan Pabrik Etilbenzen dengan Proses Unocal/UOP dari Etilen dan Benzen Kapasitas 250.000 Ton/Tahun.

LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK

PRARANCANGAN PABRIK ETILBENZEN DENGAN PROSES
UNOCAL/UOP DARI ETILEN DAN BENZEN
KAPASITAS 250.000 TON/TAHUN

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
Gelar Kesarjanaan Strata 1 Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Oleh:
Vendi Kurniawan
D 500 100 068

DosenPembimbing:
Emi Erawati, S.T, M, Eng
M. Mujiburohman, S.T, M.T, Ph.D

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA


2015

INTISAR
Industri kimia saat ini terus berkembang secara meluas dan terintegrasi. Ini
merupakan factor pendorong dibangunnya unit-unit industri.Kebutuhan
etilbenzena baik dalam ataupun luar negeri saat ini meningkat 2,9% setiap
tahunnya. Pendirian pabrik etilbenzena di Indonesia merupakan langkah awal
untuk menciptakan iklim yang saling menguntungkan, karena etilbenzena
merupakan bahan baku pembuatan stiren monomer yang digunakan sebagai bahan
baku pembuatan plastiksintetis.
Unocal / Unit Oil Product (UOP)merupakan proses yang paling
barudikembangkan. Proses inimenggunakan system recovery katalis yang
amanbagilingkungan. Proses alkilasidantransalkilasiberlangsungpadafase gas
dalamsatureaktorFixed Bed Multitubepadakondisioperasi 150-200°C dantekanan 5
atm. Produksi etilbenzena sebanyak 31.565,6565 kg/jam membutuhkan bahan
baku benzena sebanyak 23.228,8681 kg/jamdan etilen sebanyak 8371,1065
kg/jam. Utilitasmeliputi penyediaan air proses324.211,24 kg/jam, air untuk
pendingin pada prosessebesar 235.078,33 kg/jam, air untuk kebutuhan steam
sebesar 44.961,13 kg/jam yang diproduksi dari boiler, air untuk sanitasi sebesar
2.092,44 kg/jam.Kebutuhan listrik sebesar 458,85 kWdiperoleh dari PLN dan

disediakan sebuah generator set sebagai cadangan. Kebutuhan udara tekan
sebesar 50,00 m3/jam. Pabrik ini direncanakan didirikan di kawansan Industri
Cilegon, Banten pada tahun 2024 dengan luas tanah 45.000m2 dan memerlukan
karyawan 122 orang.
Pabrik
etilbenzena
inimenggunakan
modal
tetap
sebesar
Rp684.839.603.900,00 dan modal kerja sebesar Rp418.350.900.465,00. Dari
analisis ekonomi terhadap pabrik ini menunjukkan keuntungan sebelum dan
sesudah pajak adalah
Rp Rp319.638.091.771,00 dan
Rp
Rp223.746.664.240,00.Return on Investment (ROI) sebelum dan setelah pajak,
46,67% dan 32.67%. Pay Out Time (POT) sebelum dan sesudah pajak,
selama1,76tahundan2,34tahun. Break Even Point (BEP) sebesar 58,75%, Shut
Down Point (SDP) sebesar 46,37%, Discounted Cash Flow (DCF)
terhitungsebesar 54%. Dari data analisis kelayakan dapat disimpulkan, bahwa

pabrik ini layak untuk didirikan.

Kata kunci :etilbenzen, Unit Oil Product, Unocal,

ABSTACT

The chemical industry continues to developing in spread and
integrated.This is the catalyst construction of industrial units.Ethylbenzene needs
both in foreign or the current increases 2.9 percent every year.The establishment
of ethylbenzene factory in indonesia is the first step to creating a climate that
mutually beneficial, because ethylbenzene is the raw material of the manufacture
of monomers styrene used as raw materials for making plastics synthetic.
Unocal / unit oil product (UOP) is the process of most newly developed
.The process is using the system recovery catalyst for the environment safe .The
process transalkylation and alkylation place on the gas in one fixed bed multitube
reactor on the condition of the operation of 150-200oC and pressure 5 atm .The
production of ethylbenzene as many as 31.565,6565 kg per hour needed raw
materials as much as benzene 23.228,8681 kg per hour and ethylene as many as
8.371,1065 kg per hour .Utility include the provision of water the process of
324.211,24 kg per hour , water for cooling in the process of 235.078,33 kg per

hour , water to the needs of a steam of 44.961,13 kg per hour produced from the
boiler , water for sanitation of 2.092,44 kg per hour .Electricity needs by 458,85
kw obtained from nel and provided a generator set as a reserve .The needs of
compressed air of 50,00 cubic meters per hour .This factory planned area
established in this industry , banten in the year 2024 with a broad land 45,000
meters and requires employees 122 people.
Factory of Ethylbenzene using fixed capital as much as
Rp684.839.603.900,00and
working
capital
as
much
as
Rp418.350.900.465,00.From the economic analysis of this plant showed a profit
before tax of Rp Rp319.638.091.771,00per year and after taxes 30% profit
reachedRp Rp223.746.664.240,00 per year. Percent Return On Investment (ROI)
before tax 46.67 % and 32.67 % after tax. Pay Out Time (POT) before tax 1.76
years and after tax 2.34 years. Break Even Point (BEP) of 58.75%, and Shut
Down Point (SDP) of 46.37 %. Discounted Cash Flow (DCF) as much as 54 %.
From the data above feasibility analysis concluded that the plant is profitable and

feasible to set up.
Keywords: Etylbenzene, Unit Oil Product, Unocal.

lainnya,

1. PENDAHULUAN
Industri kimia dewasa ini terus
berkembang

secara

meluas

terintegrasi.Perkembangan

dan

industry

di


samping

membuka

lapangan kerja baru yang jelas akan
menyerap tenaga kerja produktif
Indonesia

yang

akhirnya

dapat

dan bahan setengah jadi yang pesat

meningkatkan

selama ini menjadi factor pendorong


rakyat.

dibangunnya

2. KAPASAITAS INDUSTRI

unit-unit

industri.

Dengan demikian, baik penyediaan

Pemilihan

taraf

kesejahteraan

kapasitas


pabrik

maupun kebutuhan akan bahan baku

etilbenzena didasarkan dari beberapa

di dalam industry petrokimia akan

pertimbangan antara lain, proyeksi

saling erkaitan.

kebutuhan etilbenzena di Indonesia

Kebutuhan

etilbenzena

baik


dan kebutuhan etilbenzena di dunia.

dalam ataupun luar negeri meningkat

Pabrik direncanakan akan beroperasi

setiap

Kebutuhan

pada tahun 2020 dengan kapasitas

etilbenzena dunia meningkat 2,9%

250.000 ton/tahun. Kapasitas ini

per tahun. Pemenuhan kebutuhan

ditentukan sesuai dengan kapasitas


dalam negeri saat ini di penuhi oleh

minimal pabrik yang sudah berdiri

PT Styrindo Mono Indonesia dan

menggunakan proses UOP.

tahunnya.

sebagian kecil dengan cara impor.
Dengan

didirikannya

Pada tahun 2007, PKN Orlen dan

pabrik


SYNTHOS mengadakan kerja sama

dapat

untuk mendirikan pabrik etilbenzena

memacu industri yang memproduksi

di polandia. Namun pada maret 2010

benzena dan etilena sebagai bahan

terjadi

baku etilbenzena. Disamping itu juga

pembangunan dikarenakan masalah

dapat

stirena

ekonomi. Hal ini membuat Polandia

monomer untuk pembuatan plastik

terus bergantung pada impor untuk

sintesis.

memebuhi

etilbenzena

diharapkan

memacu

Berdasarkan
atas

dengan

etilbenzena

di

industri

pertimbangan

di

berdirinya

pabrik

Indonesia

berarti

memacu tumbuhnya industri kimia

pembatalan

etilbenzenanya.

perjanjian

kebutuhan

Tabel 1. Data Import etilbemzena

Kebutuhan
Tahunke
(ton/tahun)
2009

40005

2010

40560

2011

47200

2012

74696

2013

84546

2014

86152

Tabel 2. Data Pabrik etilbenzena
yang sudah ada.
Namapab
rik

Lokasipa
brik

Kapasitaspro
duksi
(Ton/tahun)

Chevron St. James,
Phillips Louisiana
Chemic
al
compan
y
Chevron
Phillips
Chemic
al
compan
y

Pascagoul
a,
Mississip
pi

CosMar

Carville,
Louisiana

1.041.500

Compan
y
The
Freeport,
Dow
Texas
Chemic
al
Compan
y

948.000

INEOS
America

Texas City,
Texas

562.000

Lyondell
Chemical
Company

Channelvie
w, Texas

1.622.500

NOVA
Chemical
Corporati
on

Bayport,
Texas

970.000

Sterling
Chemical
s
Incoporati
on

Texas City,
Texas

960.000

Westlake
Styrene
Corporati
on

Sulphur,
Texas

225.000

Tabel 3. Data kebutuhan etilbenzena
144.500

di Negara Polandia dan China
NEGARA

TAHUN

IMPOR
(TON)

Polandia

1.411.000

2007

112.033

2008

114.730

China

2009

135.545

2010

128.970

2007

2.250

2008

14

2009

2.086

2010

14.115

reaktor. Umpan benzena bersama
dengan recycle dari Menara Distilasi
(D-100) diuapkan dengan Vaporizer
(V-100), dan produk atas yaitu
benzena diumpankan ke HE pemanas
(E-110).

Dengan

Kompresor

menggunakan

(G-110)

benzena

dinaikkan tekanannya.
Etilena setelah diuapkan dengan
Flash Drum (H-100) dimasukkan ke

Dari data tersebut diharapkan

HE

pemanas

(E-111)

untuk

di

dengan kapasitas 250.000 ton/tahun,

panaskan sehingga sesuai dengan

pabrik

kondisi operasi di reaktor (R-100).

akan

dapat

memenuhi

kekurangan dari total kebutuhan

benzena

etilbenzena

kemudian

di

Indonesia

dan

dan

etilen

dimasukkan

tersebut
secara

memenuhi kebutuhan etilbenzena di

kontinyu ke dalam reaktor (R-100)

Polandia.

dalam fase gas.

3. DISKRIPSI PROSES

b. Tahap Reaksi

1.Tahap-tahap proses

Reaksi pembentukan etilbenzena

a. Persiapan Bahan baku
Bahan
etilbenzena

baku

pembentukan
etilen

reaksi

alkilasi

berlangsung pada fase gas dengan

dan

menggunakan jenis reaktor fixed

benzena. benzena cair di simpan

bedmultitube dengan kondisi operasi

dalam Tangki (F-100) dengan suhu

non-adiabatis dan isotermis dengan

30oC dan 1 atm, sedangkan etilen

menggunakan

disimpan dalam (F-200) pada fase

(ZSM-5) di dalam tube. Reaksi yang

cair

terjadi berlangsung irreversibel dan

jenuh

adalah

menggunakan

dengan

kondisi

penyimpanan 30oC dan 14 atm.
Bahan baku benzena dan etilen
disiapkan agar kondisinya sesuai
dengan kondisi operasi di dalam

katalisator

zeolit

endotermis pada suhu 200oC dan
tekanan 1,2 atm.n
c. Tahap Pemisahan Produk

Tahap

pemurnian

produk

ini

bertuajuan untuk:

Apabila ditinjau dari kinetika
reaksi, kecepatan reaksi bertambah

a. Memisahkan

berupa

dengan kenaikan suhu. Hal ini

metana, etana dan sisa etilena

ditunjukan oleh persamaan Arhenius:

pada

Inert

kondensor

parsial

dan

separator (H-200)
b. Memisahkan

sebagai

hasil atas dari etilbenzena pada
menara destilasi (T-01). Benzena
digunakan sebagai recycle pada
umpan reaktor.

disamipan

bawah

dalam

Tangki

kondisi tangki pada suhu 30 oC dan
tekanan 1 atm sebagai produk.

pembuatan etilbenzena

merupakan reaksi alkilasi benzena
dan etilena dengan menggunakan
katalis zeolit pada reaktor fixed bed
multitube dengan katalis di dalam
Reaksi

heterogen

tergantung oleh suhu tetapi juga
tergantung oleh besarnya

energi

aktifasi (E). Dengan adanya katalis

turun. Dengan menurunnya energi
aktifasi ini maka kecepatan reaksi
akan naik.
Menurut Ganji (2004), diperoleh

  1979 .36587 
k EB  1,5202 X 10 2 exp 

T

maka :
  1979 .36587 
k EB  1,5202 X 10 2 exp 

473

k EB  1.5202 x10 2 exp 4.18, m 3 / kmol.s

dengan

melibatkan dua fase yaitu reaktan
dalam fase gas dan katalis dalam fase

3. Tinjauan Termodinamika
Reaksi pembentukan etilbenzena ini
bersifat

padat.

indotermis,

dikarenakan

Reaksi:
C2H4+C6H6

maka kecepatan reaksi tidak hanya

persamaan yaitu:

2. Konsep Reaksi

tube.

RT

maka besarnya energi aktifasi akan
hasil

penyimpanan produk (T-03) dengan

Proses

E

Karena merupakan reaksi katalitik,

benzena

etilbenzena sebagai

k Ae

C8H10
(Kirk Othmer, 1996)

hal

pelepasan

panas ke lingkungan

ini

sejumlah

dan memliki

delta H yang bernilai positif. Data
panas pembentukan dari yaws:

HfCH4 (g)

= -74,85kj/mol

HfC2H4 (g)

= 53,30 kj/mol

HfC2H6 (g)

= -84,62kj/mol

HfC6H6 (g)

= 82,93kj/mol

HfC8H10 (g)

= 50,00kj/mol

HfC6H6 (g)

= 29,79kj/mol

Diameter reaktor : 5,7912m
Jumlahpipa

: 11.555

buahBahan

: Carbon steel

SA – 283 grade C
2. SEPARATOR
Kode : H-200

(Carl L. Yaws, 1999)

Hr= ∑ Hf produk - ∑ Hf reaktan
= 79,79kj/mol – 25,70 kj/mol

Fungsi: Memisahkan antara gas
dan cairan dari Reaktor (R-100)
sebelum masuk Menara Distiasi
(D-100).

= 54, 09 kj/mol
Jenis : Flash Drum Horizontal
= 54.090 kj/kmol

Separating Vessel

4. SPESIFIKASI ALAT PROSES
1.REAKTOR
Kode
: R-100
Fungsi

:

berlangsungnya

Sebagai tempat
reaksi

antara

benzene dan etilena
Jenis

: Fixed bed multitube

Spesifikasi:
Kondisioperasi

:

Suhumasuk

: 180oC

Suhukeluar

: 197oC

Tekanan

: 5atm

Fasereaksi

: gas

Katalis

: Zeolit

Fase

: padat

JumlahKatalis/tube: 47.082 butir
Tinggireaktor

: 7,3770m

Harga: US$ 46.188,56919
Spesifikasi

:

Temperatur

: 90,7064˚C

Diameter

: 2,8320 m

Panjang

: 5,6641 m

Jumlah

: 1

Bahan

: Carbon steel

SA – 283 grade C
3. MENARA DESTILASI
Kode
: D-100
Fungsi

: Memisahkan

antara benzene dan etilbenzena
sebanyak 78.017,84943 kg/jam.
Jenis

: Sieve Tray

Harga

: US$ 119.142,00

Tekanan

: 1 atm

Diameter : 1,8923 m

Jumlah bahan bahan bakar yg

Tinggi

diperlukan adalah112.106,40

: 9,7834 m

Jumlah plate actual: 19

L/hari.

Bahan konstruksi :

4. Unit Penyediaan Listrik

Carbon steel SA – 283 Grade C

Listrik

yang

dibutuhkan adalah 550 kW

5. UTILITAS
Unit pendukung proses atau
sering

Jumlah

disebut

unit

utilitas

5. Unit

Penyediaan

Udara

Tekan

merupakan bagian penting yang

Total udara tekan yang di

menunjang berlangsungnya suatu

butuhkan adalah 50 m3.

proses dalam suatu pabrik. Unit
pendukung proses antara lain

6. ANALISA EKONOMI

:unit

(air

Dari analisa ekonomi, pabrik

air

etilbenzena akan didirikan pada

penyediaan

pendingin,

air

air

sanitasi,

umpanboilerdan

air

untuk

tahun 2020 dan beroperasi 330

perkantoran

perumahan),

hari dengan total pekerja sebanya

dan

Steam, listrik dan pengadaan

122

bahanbakar.Unit

keuntungan

pendukung

orang,

didapatkan

sebelum

pajak

proses yang dibutuhkan pada

sebesar

prarancangan pabrik ini meliputi

dan keuntungan setelah pajak

:

sebesar

1. Unit Penyediaan Air

per tahun. NilaiPay Out Time

Jumlah

air

yang

digunaakanuntuk

proses

(POT

Rp319.638.091.771,00

Rp223.746.664.240,00

)sebelum

dan

sesudah

pajak masuk pada range batas

maupunkebutuhankaryawana

minimal yang di anjurkan yaitu

dalah270.176,04kg/jam.

maksimal 5 tahun, dan nilai

2. Unit PenyediaanSteam

Break Event Poin(BEP) 58,75%

Kebutuhan steam dari boiler

dan SDP sebesar 46,37%. BEP

adalah49.956,8 kg/jam.

untuk

3. Unit
Bakar

Penyediaan

Bahan

pabrik

kimia

pada

umumnya berkisarantara 40% 60%. Dari data hasil perhitungan

analisis ekonomi di atas dapat
disimpulkan

bahwa

pabrik

etilbenzena ini layak dan menarik
untuk didirikan.

Gambar 1. GrafikAnalisakelayakanEkonomi

3500.00
3000.00

Ra

2500.00
2000.00
1500.00

Va
1000.00
500.00

BEP

SDP

Harga (Miliyar Rupiah) per Tahun

4000.00

0.00
0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

Kapasitas Produksi Per Tahun (%)

DAFTAR PUSTAKA
Badan Pusat statistik, 2014, Statistik
Perdagangan
Diakses

Luar

tanggal

Juni

Negeri.

“Enchyclopedia of Chemical

2014

Processing and Design”, Vol.

pukul 15.12.

9, Mc. Graw-Hill Inc., new

Kirk R.E., and Othmer, D.F., 1996, “
Encyclopedia

Mc Ketta, and Acumgham, A., 1983,

of

Chemical

York.
Peters, M.S. and Timmerhaus, K.D.,

Technology ”, vol. 26, 4nd

2004,

edition, John Wiley & Sons

Economic

Inc.,New York.

Engineering”,

“Plant
for

Design

and

Chemical
5th

ed.,

McGraw-Hill
Book
York.

Company

International
Inc.,

New