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
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