PRARANCANGAN PABRIK AKROLEIN DENGAN PROSES OKSIDASI PROPILEN KAPASITAS 40.000 TON/TAHUN.

DAFTAR ISI
Halaman Judul

i

Lembar Pengesahan

ii

Kata Pengantar

iii

Daftar Isi

iv

Daftar Tabel

vi


Daftar Gambar

ix

Intisari

x

BAB I

PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik

1

1.2. Kapasitas Rancangan

2

1.3. Lokasi


6

1.4. Tinjauan Pustaka

9

1.4.1. Macam-macam Proses

BAB II

9

1.4.2. Kegunaan Produk

11

1.4.3. Sifat Fisik dan Kimia

11


1.4.4. Tinjauan Proses Secara Umum

16

DESKRIPSI PROSES
2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk

20

2.1.1. Spesifikasi Bahan Baku

20

2.1.2. Spesifikasi Produk

20

2.2. Konsep Proses


2.3

21

2.2.1. Dasar Reaksi

21

2.2.2. Mekanisme Reaksi

22

2.2.3. Kondisi Operasi

25

2.2.4. Sifat Reaksi

25


2.2.5. Reaksi Samping

30

Diagram Alir dan Langkah Proses

30

2.3.1. Diagram Alir Proses

30

iv

2.4

2.3.2. Langkah Proses

30


Diagram Alir Neraca Massa

34

2.4.1. Neraca Massa

34

2.4.2. Neraca Panas

36

2.5. Lay Out Peralatan

46

BAB III

SPESIFIKASI ALAT


BAB IV

UTILITAS DAN LABORATORIUM
4.1. Unit Pendukung Proses

61

4.1.1

Unit Pengadaan Air

62

4.1.2

Unit Pengadaan Steam

69

4.1.3


Unit Pengadaan Udara Tekan

70

4.1.4

Unit Pengadaan Listrik

71

4.1.5

Unit Pengadaan Bahan Bakar

75

4.1.6

Unit Pengadaan Udara Kering


75

4.2. Laboratorium

BAB V

76

4.2.1. Laboratorium Fisik

77

4.2.2. Laboratorium Analitik

77

4.2.3. Laboratorium Penelitian dan Pengembangan

78


4.3. Unit Pengolahan Limbah

78

4.4. Keselamatan dan Kesehatan Kerja

79

MANAJEMEN PERUSAHAAN
5.1

Bentuk Perusahaan

81

5.2

Struktur Organisasi


82

5.3. Tugas dan Wewenang

83

5.3.1. Pemegang Saham

83

5.3.2. Dewan Komisaris

83

5.3.3. Dewan Direksi

84

5.3.4. Staf Ahli

84

5.3.5. Penelitian dan Pengembangan (Litbang)

85

5.3.6. Kepala Bagian

85

v

5.3.7

BAB VI

Kepala Seksi

88

5.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan

88

5.5

Status Karyawan dan Sistem Upah

90

5.6

Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji

90

5.7

Kesejahteraan Sosial Karyawan

91

ANALISIS EKONOMI
6.1

Penaksiran Harga Peralatan

95

6.2. Dasar Perhitungan

97

6.3

97

Penentuan Total Capital Investment (TCI)

6.4. Hasil Perhitungan

98

6.4.1. Fixed Capital Invesment (FCI)

98

6.4.2. Working Capital Invesment (WCI)

99

6.4.3. Total Capital Invesment (TCI)

99

6.4.4. Direct Manufacturing Cost (DMC)

99

6.4.5. Indirect Manufacturing Cost (IMC)

100

6.4.6. Fixed Manufacturing Cost (FMC)

100

6.4.7. Total Manufacturing Cost (TMC)

100

6.4.8. General Expense (GE)

101

6.4.9. Total Production Cost (TPC)

101

6.4.10. Perhitungan Keuntungan Produksi (Profit)

101

Analisis Kelayakan

102

6.4.1. Percent Profit on Sale (% POS)

102

6.4.2. Percent Return on Invesment (% ROI)

102

6.4.3. Pay Out Time (POT)

103

6.4.4. Break Even Point (BEP)

103

6.4.5. Shutdown Point (SDP)

104

6.4.6. Discounted Cash Flow (DCF)

105

6.6

Pembahasan

108

6.5

Kesimpulan

108

6.5

Daftar Pustaka
Lampiran

vi

DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Produksi Akrolein Dunia

2

Tabel 1.2 Data Impor Akrolein Indonesia

3

Tabel 1.3 Data Ekspor Akrolein Indonesia

4

Tabel 1.4 Data Kebutuhan Akrolein di Dunia

5

Tabel 2.1 Data-Data Persamaan Kecepatan Reaksi
o

26

Tabel 2.2 Data Energi Bebas Gibbs pada Suhu 25 C

27

Tabel 2.3 Data Energi Pembentukan Pada Suhu 25 oC

27

Tabel 2.4 Data Cp (kJ/kmol.K) Masing-masing Komponen

28

Tabel 2.5 Neraca Massa pada Reaktor (R-01)

34

Tabel 2.6 Neraca Massa pada Absorber (A-01)

34

Tabel 2.7 Neraca Massa pada Menara Distilasi I (MD-01)

35

Tabel 2.8 Neraca Massa Keseluruhan (Overall)

35

Tabel 2.9 Neraca Panas pada Heat Exchanger I (HE-01)

36

Tabel 2.10 Neraca Panas pada Pipa Pencampuran Gas Umpan Reaktor

37

Tabel 2.11 Neraca Panas pada Furnace (F-01)

37

Tabel 2.12 Neraca Panas pada Reaktor (R-01)

38

Tabel 2.13 Neraca Panas pada Absorber (A-01)

39

Tabel 2.14 Neraca Panas pada Heat Exchanger II (HE-02)

39

Tabel 2.15 Neraca Panas pada Menara Distilasi I (MD-01)

40

Tabel 2.16 Neraca Panas pada Mixer I (M-01)

40

Tabel 2.17 Neraca Panas pada Heat Exchanger II (HE-03)

41

Tabel 2.18 Neraca Panas Keseluruhan (Overall)

42

Tabel 3.1 Spesifikasi Reaktor

52

Tabel 3.2 Spesifikasi Alat Pemisah

53

Tabel 3.3 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Produk Akrolein

54

Tabel 3.4 Spesifikasi Alat Penukar PAnas (Heat Exchanger)

55

Tabel 3.5 Spesifikasi Pompa

56

Tabel 3.6 Spesifikasi Kondensor dan Reboiler

57

vii

Tabel 3.7 Spesifikasi Mixer

58

Tabel 3.8 Spesifikasi Furnace

59

Tabel 3.9 Spesifikasi Alat Pendukung

60

Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin

68

Tabel 4.2 Kebutuhan Air untuk Steam

68

Tabel 4.3 Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi

69

Tabel 4.4 Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas

71

Tabel 4.5 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan

74

Tabel 4.6 Total Kebutuhan Listrik Pabrik

74

Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift

89

Tabel 5.2 Perincian Golongan, Kualifikasi, Jumlah, dan Gaji Karyawan

90

Tabel 6.1 Indeks Harga Alat Tahun 2006-2014

96

Tabel 6.2 Fixed Capital Invesment

98

Tabel 6.3 Working Capital Invesment

99

Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost

99

Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost

100

Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost

100

Tabel 6.7 General Expense

101

Tabel 6.8 Analisis Kelayakan

106

viii

DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Grafik Impor Akrolein Indonesia

3

Gambar 1.2 Grafik Ekspor Akrolein Indonesia

4

Gambar 1.3 Denah Lokasi Pabrik

6

Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif

43

Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif

44

Gambar 2.3 Diagram Alir Proses

45

Gambar 2.4 Tata Letak Pabrik Akrolein

49

Gambar 2.5 Tata Letak Peralatan Proses Pabrik Acrolein

50

Gambar 4.1 Skema Unit Pengolahan Air KTI

67

Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Akrolein

93

Gambar 6.1 Grafik Linierisasi Indeks Harga

97

Gambar 6.2 Grafik Analisa Kelayakan

107

ix

INTISARI
Intan Khotimah, 2016, Prarancangan Pabrik Akrolein dengan Proses
Oksidasi Propilen Kapasitas 40.000 Ton/tahun, Program Studi Sarjana
Teknik Kimia, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
Pabrik akrolein ini dirancang dengan kapasitas 40.000 ton/tahun,
menggunakan bahan baku propilen, udara, dan steam dengan perbandingan
komposisi propilen : udara : steam adalah 8 : 67 : 25 (% mol). Bahan baku
propilen 99,5%, dengan kebutuhan spesifik 1,03 kg/kg produk yang dibeli dari PT
Chandra Asri. Sedangkan kebutuhan spesifik bahan baku steam sebanyak 1,38
kg/kg produk dan udara 5,95 kg/kg produk. Produk samping yang dihasilkan
berupa campuran air, asam akrilat dan sedikit akrolein dimana air sebanyak 7,9
kg/kg produk, asam akrilat 0,26 kg/kg produk dan akrolein 0,009 kg/kg produk
serta off gas sebanyak 6,28 kg/kg produk. Pabrik ini direncanakan akan didirikan
di Cilegon, propinsi Banten pada tahun 2018, dan beroperasi pada tahun 2020.
Akrolein dibuat dengan cara oksidasi propilen pada suhu 300oC - 340oC dan
tekanan maksimum 2 atm di dalam suatu fixed bed multitube reactor dengan
kondisi non adiabatic non isothermal dengan katalis senyawa kompleks metal
oksida. Reaksi yang terjadi bersifat eksotermis, sehingga untuk mempertahankan
suhu dialirkan aroclor sebagai pendingin di dalam shell. Hasil reaksi yang keluar
dari reaktor berupa campuran propilen, propan, akrolein, asam akrilat, O2, CO2,
dan H2O, Kemudian akrolein dan asam akrilat diserap dengan air sebanyak 7,07
kg/kg produk dalam Absorber. Gas yang tidak terserap berupa propilen, propan,
O2, CO2, dan H2O dibuang melalui incenarator. Kemudian akrolein dipisahkan
dari asam akrilat dan air menggunakan menara distilasi. Agar tidak terpolimerisasi
produk akrolein ditambah hidroquinon sebanyak 0,2 %berat.
Unit pendukung proses terdiri atas unit pengadaan air sebesar 0,001 m3/kg
produk, steam sebanyak 2,56 kg/kg produk, listrik sebesar 0,03 kWh/kg produk,
unit pengadaan udara tekan sebanyak 0,006 m3/kg produk, unit pengadaan bahan
bakar IDO sebanyak 0,3 L/kg produk. Pabrik juga dilengkapi laboratorium untuk
menjaga mutu dan kualitas produk agar sesuai dengan spesifikasi yang
diinginkan.
Bentuk perusahaan yang dipilih adalah Perseroan Terbatas (PT), dengan
struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian
jam kerja yang terdiri dari 76 orang karyawan shift dan 30 orang karyawan nonshift.
Harga jual akrolein adalah Rp 34.855,-/kg produk dan harga bahan baku
propilen adalah Rp 9.588,-/kg produk Hasil analisa ekonomi diperoleh Percent
Return on Investment (ROI) sebelum pajak 62,38 %, setelah pajak 46,74 %, Pay
Out Time (POT) sebelum pajak 1,38 tahun, setelah pajak 1,76 tahun, Break Even
Point (BEP) 48,44 %, Shut Down Point (SDP) 37,69 % dan Discounted Cash
Flow (DCF) 36,55 %. Dari hasil analisa ekonomi tersebut, dapat disimpulkan
bahwa pabrik akrolein dengan kapasitas 40.000 ton/tahun layak didirikan.
x