Saran - PRARANCANGAN PABRIK DIMETHYL PHTHALATE DARI PHTHALIC ANHYDRIDE DAN METHANOL DENGAN KAPA

Pabrik

Dimethyl Phthalate

dari

Phthalic Anhydride

dan

metanol

dengan

kapasitas 55.000 ton per tahun sebaiknya dikaji lebih lanjut baik dari segi

proses maupun ekonominya.

KAPASITAS 55.000 TON/TAHUN

(Tugas Khusus Reaktor 202 (Re-202))

Oleh

MERRY YANTI

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar

SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Lampung

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2013

KAPASITAS 55.000 TON/TAHUN

(Tugas Khusus Reaktor (Re-202))

( Skripsi )

Oleh

MERRY YANTI

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

Gambar 1.1 Grafik Kebutuhan DMP Indonesia ………...

Gambar 6.1 Cooling Tower ………

Gambar 6.2 Diagram Cooling Water System ……….

Gambar 6.3. Deaerator………

Gambar 6.4. Diagram Alir Pengolahan Air ………

Gambar 7.1. Peta Propinsi Jawa Timur ...

109

Gambar 7.2. Tata Letak Pabrik ...

110

Gambar 7.3. Tata letak alat proses...

111

Gambar 8.1. Struktur Organisasi Perusahaan...

131

Gambar 9.1 Grafik Analisis Ekonomi……….

137

Halaman

DAFTAR ISI

xii

DAFTAR TABEL

xv

DAFTAR GAMBAR

xvi

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

... 1

B. Kegunaan Produk

... 2

C. Ketersediaan bahan Baku

... 2

D. Analisis Pasar

... 3

E. Loks Pabrik

………..5

II. PEMILIHAN DAN URAIAN PROSES

A. Jenis-Jenis katalis

... 7

B. Pemilihan Proses

... 11

C. Uraian Proses

... 13

III. SPESIFIKASI BAHAN DAN PRODUK

A. Bahan Baku Utama

... 20

B. Bahan Baku Pembantu

... 22

C. Produk

………...….23

IV. NERACA MASSA DAN ENERGI

A. Neraca Massa

... 25

B. Neraca Energi

... 31

V. SPESIFIKASI PERALATAN

A. Peralatan Proses

... 36

B. Peralatan Utilitas

... 57

VI. UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH

A. Unit Pendukung Proses

... 78

1. Unit Penyediaan Air

... 78

2. Unit Penyediaan Steam

... 95

3. Unit Penyediaan Listrik

... 96

4. Unit Penyediaan Bahan Bakar

... 97

5. Unit Penyediaan Udara tekan

... 97

B. Laboratorium

... 98

C. Prakiraan Areal Lingkungan

... 108

VIII. SISTEM MANAJEMEN DAN ORGANISASI PERUSAHAAN

A. Bentuk Perusahaan

... 112

B. Deskripsi Jabatan

... 113

C. Hari Libur Karyawan

... 122

D. Jam Kerja

... 123

E. Sistem Pengupahan

... 126

F. Kesejahteraan Karyawan

... 129

G. Kesehatan dan Keselamatan Karyawan

... 130

IX. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI

A. Investasi

... 132

B. Evaluasi Ekonomi

... 135

C. Angsuran Pinjaman

... 137

D. Discounted Cash Flow

... 138

X. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

... 139

B. Saran

... 139

DAFTAR PUSTAKA

Aries, R.S and Newton, R.D. , 1955, “Chemical Engineering Cost Estimation ”, McGraw-Hill Book Company, New York.

Badan Pusat Statistik, 2002-2012, Buletin Statistik Perdagangan Luar negeri vol II, BPS, Jakarta.

Brown.G.George., 1956, Unit Operation 6ed, Wiley&Sons, USA.

Brownell.L.E. and Young.E.H., 1979, Process Equipment Design 3ed, John Wiley & Sons, New York.

Coulson.J.M. and Ricardson.J.F., 1989, Chemical Engineering vlo 6, Pergamon Press Inc, New York.

Faith, Keyes, and Clark, G., 1975, “Industrial Chemical”, 4thed., John Wiley and Sons Inc., New York.

Fogler.A.H.Scott, 1999, Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall International Inc, New Jersey.

Geankoplis.Christie.J., 1993, Transport Processes and unit Operation 3th ed, Allyn & Bacon Inc, New Jersey.

Himmeblau.David., 1996, Basic Principles and Calculation in Chemical Engineering, Prentice Hall Inc, New Jersey.

Kern.D.Q., 1983, Process Heat Transfer, McGraw-Hill Book Company, New York.

Kirk, R.E and Othmer, D.F., 2006, “Encyclopedia of Chemical Technologi”, 4nd ed., vol. 17., John Wiley and Sons Inc., New York.

Levenspiel.O., 1972, Chemical Reaction Engineering 2nd edition, John Wiley and Sons Inc, New York.

Ludwig.E.Ernest., 1984, Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants vol II, Gulf Publishing Company, Houston.

McCabe.W.L. and Smith.J.C., 1985, Operasi Teknik Kimia, Erlangga, Jakarta. Megyesy.E.F., 1983, Pressure Vessel Handbook, Pressure Vessel Handbook

Peter, M.S., and Timmerhans, E.D., 1980, “Plant Design and Economics for Chemical Engineers”, 3rded., Mc Graw Hill Book Company, Singapore. Powell, S.T., 1954, “Water Conditioning for Industry”, Mc Graw Hill Book

Company, New York.

Silla, Harry, Chemical Process Engineering Design and Economics, Maecel Dekker, Inc., New York – Besel.

Skrzypek, Jerzy. Jan Zbigniew Sadlowski. Maria Lachowska and Marian Turzansky, 1994, Cheichal Engineering and Processing: Kinetics of the Esterification of Phthalic Anhydride with methanol. I. Sulfuric Acid as a catalyst, Elsevier Science S. A., Poland.

Smith.J.M. and Van Ness.H.C., 1975, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics 3ed, McGraww-Hill Inc, New York.

Treyball.R.E., 1984, Mass Transfer Operation 3ed, McGraw-Hill Book Company, New York.

US Patent No. 2618651.Preparation of Dimethyl and Diethyl Phthalate from phtalic anhydride. United States Pantent Office : USA

US Patent No. 7135588B2.Method of producing Dimethyl phthalate from naptalene based chemicals. United States Pantent Office : USA

Ulrich.G.D., 1987, A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics. John Wiley & Sons Inc, New York.

Yaws, C.L. 1999. Chemical Properties Handbook. McGraw Hill Company. New York

Wallas. S.M., 1988, Chemical Process Equipment, Butterworth Publishers, Stoneham USA.

www. matche.com, 2012 www. merck.com, 2012

Tabel 1.1. Data Kebutuhan Impor DMP di Indonesia …….………....

3 Tabel 2.1. Harga Bahan Baku dan Produk………….………

8 Tabel 2.2. Perbandingan antara katalis Asam Sulfatdengan katalis

Sodium Bisulfat…….……….

11 Tabel 2.3.

Nilai ΔH

masing-masing Komponen ………...

16 Table 2.4

Nilai ΔG

masing-masing Komponen ………...

18 Tabel 4.1 Neraca Massa MT-101………..

25 Tabel 4.2. Neraca Massa MP-101.………

25 Tabel 4.3 Neraca Massa MT-102………..

26 Tabel 4.4 Neraca Massa RE-201………..

26 Tabel 4.5 Neraca Massa RE-202………..

27 Tabel 4.6. Neraca Massa MT-301………..…...

27 Tabel 4.7. Neraca Massa NE-301………..…...

28 Tabel 4.8. Neraca Massa DE-301………..…...

28 Tabel 4.9. Neraca Massa DC-301………..…..

29 Tabel 4.10. Neraca Massa CD-301………...

29 Tabel 4.11 Neraca Massa RB-301………....

29 Tabel 4.12. Neraca Massa Total DMP………...

30 Tabel 4.13. Neraca Energi MP-101………...

31 Tabel 4.14. Neraca Energi HE-101………...

31 Tabel 4.15. Neraca Energi MT-101………...

32 Tabel 4.16. Neraca Energi HE-102………...

32 Tabel 4.17. Neraca Energi ME-101………...

32 Tabel 4.18. Neraca Energi HE-103………...

32 Tabel 4.19. Neraca Energi MT-102………...

33 Tabel 4.23. Neraca Energi MT-301………...

34 Tabel 4.24. Neraca Energi NE-301………...

34 Tabel 4.25. Neraca Energi DE-301………...

34 Tabel 4.26. Neraca Energi HE-301………...

34 Tabel 4.27. Neraca Energi DC-301………...

35 Tabel 4.28. Neraca Energi CO-302………...

35 Tabel 5.1. Spesifikasi ST-101………

36 Tabel 5.2. Spesifikasi Pompa Proses (PP-101)……….

37 Tabel 5.3. Spesifikasi heater (HE-101)…….……….…...

37 Tabel 5.4. Spesifikasi tangki penyimpanan Asam Sulfat (ST-102)………….…..

38 Tabel 5.5. Spesifikasi Mixing Tank-01 (MT-101)……….

38 Tabel 5.6. Spesifikasi Mixing Tank-02 (MT-102)……….

39 Tabel 5.7. Spesifikasi Pompa proses(PP-102).………....

39 Tabel 5.8. Spesifikasi Heater 02(HE – 102)………..…….….

40 Tabel 5.9. Spesifikasi Solid Storage 01 (SS-101)……….…

40 Tabel 5.10. Spesifikasi Bucket Elevator-01 (BE-101)....………..….

41 Tabel 5.11. Spesifikasi Hopper-01 (H-101)……….…

41 Tabel 5.12. Spesifikasi Melter 01 (ME-101)……….….

42 Tabel 5.13. Spesifikasi Expander-01 (EV-101)……….

42 Tabel 5.14. Spesifikasi Expander-01 (EV-201)………

43 Tabel 5.15. Spesifikasi Heater 3 (HE-103)………

43 Tabel 5.16. Spesifikasi Reactor-01 (RE-201)………

44 Tabel 5.17. Spesifikasi Pompa Proses (PP-105)………

44 Tabel 5.18. Spesifikasi Pompa Proses (PP-201)………...

45 Tabel 5.19. Spesifikasi Reaktor 02 (Re-202)………..…

45 Tabel 5.20. Spesifikasi Pompa Proses (PP-202)……….

46 Tabel 5.21. Spesifikasi Pompa Proses (PP-103)………..

46 Tabel 5.25. Spesifikasi MT-301...………...

48 Tabel 5.26. Spesifikasi Pompa Proses (PP-301)...

49 Tabel 5.27. Spesifikasi Pompa Proses (PP-302)………..

49 Tabel 5.28. Spesifikasi Netralizer (Ne-301)………..………..

50 Tabel 5.29. Spesifikasi Pompa Proses (PP-303)………

50 Tabel 5.30. Spesifikasi Dekanter (De-301)………

51 Tabel 5.31. Spesifikasi Pompa Proses (PP-305)………..

51 Tabel 5.32. Spesifikasi Pompa Proses (PP-304)………...

52 Tabel 5.33. Spesifikasi Heater 4 (HE-301)……….…….

52 Tabel 5.34. Spesifikasi Menara Distilasi (DC-301)………..……

53 Tabel 5.35. Spesifikasi Condensor (CD-301)……….…..

53 Tabel 5.36. Spesifikasi Accumulator(AC-301)...….…..

54 Tabel 5.37. Spesifikasi Reboiler (RB-301)……….……….….

54 Tabel 5.38. Spesifikasi Pompa Proses (PP-306)...

55 Tabel 5.39 Spesifikasi Cooler 02 (CO-302)...

55 Tabel 5.40 Spesifikasi ST-302 ...

56 Tabel 5.41. Spesifikasi Pompa Proses (PP-307)...

56 Tabel 5.42. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-01)……….….

57 Tabel 5.43. Spesifikasi Bak Sedimentasi (BS–101)………...

57 Tabel 5.44. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-02)………..……

58 Tabel 5.45. Spesifikasi Tangki Alum (TP-101)………..….…

58 Tabel 5.46. Spesifikasi Tangki Kaporit (TP-102)………..……

59 Tabel 5.47. Spesifikasi Tangki Soda Kaustik (TP-103)………...……

59 Tabel 5.48. Spesifikasi Bak Penggumpal (BP–101)……….…..

60 Tabel 5.49. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-03)……….….…

60 Tabel 5.50. Spesifikasi Clarifier (CL–101)………..……

61 Tabel 5.51. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-04)……….……..…

61 Tabel 5.55. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-06)………

63 Tabel 5.56. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-07)………..….……

64 Tabel 5.57. Spesifikasi Hot Basin (HB–101)………

64 Tabel 5.58. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-08)………

65 Tabel 5.59. Spesifikasi Tangki Inhibitor (TP-201)...

65 Tabel 5.60. Spesifikasi Tangki Dispersant (TP-202)...

66 Tabel 5.61. Spesifikasi Cooling Tower (CT-101)...

66 Tabel 5.62. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-09)...

67 Tabel 5.63. Spesifikasi Cold Basin (CB–101)...

67 Tabel 5.64. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-10)...

68 Tabel 5.65. Spesifikasi Tangki Air Kondensat (TP-301)...

68 Tabel 5.66. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-11)...

69 Tabel 5.67. Spesifikasi Tangki Asam Sulfat (TP-302)...

69 Tabel 5.68. Spesifikasi Cation Exchanger (CE-101)...

70 Tabel 5.69. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-12)...

70 Tabel 5.70. Spesifikasi Anion Exchanger (AE – 101)...

71 Tabel 5.71. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-13)...

71 Tabel 5.72. Spesifikasi Tangki Air Proses...

72 Tabel 5.73. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-14)...

72 Tabel 5.74. Spesifikasi Tangki Hidrazin (TP-401)...

73 Tabel 5.75. Spesifikasi Deaerator (DA-101)...

73 Tabel 5.76. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-15)...

74 Tabel 5.77. Spesifikasi Tangki Air Demin (TP-303)...

74 Tabel 5.78. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-16)...

75 Tabel 5.79. Spesifikasi Boiler I...

75 Tabel 5.80. Spesifikasi Boiler II...

75 Tabel 5.81 Spesifikasi Tangki Air Domestik...

76 Tabel 6.2.Peralatan yang Membutuhkan Steam...

85 Tabel 6.3. Peralatan yang Menggunakan Air Proses...

87 Tabel 6.4. Kebutuhan Air Pabrik...

88 Tabel 6.5. Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian...

102 Tabel 6.6.Pengendalian Variabel Utama Proses...

103 Tabel 8.1. Siklus pergantian shift selama 1 bulan...

124 Tabel 8.2. Jumlah operator proses berdasarkan jenis alat...

127 Tabel 8.3. Jumlah operator utilitas berdasarkan jenis alat...

127 Tabel 8.4 Jumlah Karyawan...

128 Tabel 9.1. Fixed capital investment...

133 Tabel 9.2. Manufacturing cost...

134 Tabel 9.3. General Expenses………

135 Kapasitas 55.000 ton/tahun (Tugas Khusus

Reaktor (Re-202))

Nama Mahasiswa

:

M erry Yanti

Nomor Mahasiswa

:

0615041058

Program Studi

:

Teknik Kimia

Fakultas

:

Teknik

MENYETUJUI

1. Komisi Pembimbing

Dr. Elida Purba, S.T., M,Sc

Heri Rustamaji.,S.T.,M.Eng

NIP. 196809021997022005

NIP. 198011212006041002

2. Ketua Jurusan

Panca Nugrahini. F., S.T., M.T.

NIP. 1973 0203 2000 03 2 001

1. Tim Penguji

Ketua

: Dr. Elida Purba S.T., M.Sc.

…………...

Sekretaris

: Heri Rustamaji.,S.T.,M.Eng.

………

Penguji

Bukan pembimbing I : Taharuddin., S.T., M.Sc.

………

Bukan Pembimbing II : Simparmin Br G, S.T.,M.T.

………

2. Dekan Fakultas Teknik

Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A

NIP. 196505101993032008

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah dilakukan oleh orang lain dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atas pendapat yang ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini sebagaimana diterbitkan dalam daftar pustaka. Selain itu saya menyatakan pada skripsi ini dibuat oleh saya sendiri.

Apabila pernyataan saya ini tidak benar maka saya bersedia dikenai sanksi sesuai hukum yang berlaku.

Bandar Lampung, 16 April 2013

Merry Yanti NPM. 0615041058

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Tanjung Karang pada tanggal 28 Januari 1988, sebagai anak

ketiga dari tiga bersaudara, dari pasangan Mustafa dan Rowiah.

Lulus dari Sekolah Dasar (SD) di SDN 1 Rawa Laut Bandar Lampung, pada

tahun 2000, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama (SLTP) di SLTPN 1 Bandar

Lampung pada tahun 2003 dan Sekolah Menengah Atas (SMA) di SMAN 2

Bandar Lampung pada tahun 2006.

Tahun 2006, penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Fakultas

Teknik Universitas Lampung melalui jalur SPMB. Aktif di organisasi FOSSI-FT

Unila sebagai anggota Departemen Mushola dan Kesekretariatan pada tahun

2008-2009.

Pada tahun 2010 melakukan penelitian dengan judul “ Sintesis ZSM-5 dari Zeolit

Alam Lampung ( Pengaruh Temperatur Terhadap Persen Kristalinitas)”

Pada tahun 2010, penulis melakukan Kerja Praktek di Pupuk Sriwidjaja,

Palembang, Sumatera Selatan di Unit Produksi Pusri IV.

Sebuah Karya kecilku....

Dengan segenap hati kupersembahkan tugas akhir ini kepada:

Allah SWT,

Atas kehendak-Nya semua ini ada

Atas rahmat-Nya semua ini aku dapatkan

Atas kekuatan dari-Nya aku bisa bertahan

Orang tuaku sebagai tanda baktiku, terima kasih atas segalanya,

doa, kasih sayang, pengorbanan, dan keikhlasannya.

Ini hanyalah setitik balasan yang tidak bisa dibandingkan dengan

berjuta-juta pengorbanan dan kasih sayang

yang tidak pernah berakhir.

Kakak-Yayukkuu atas segala dukungannya, kasih sayang dan doa.

Guru-guruku sebagai tanda hormatku,

terima kasih atas ilmu yang telah diberikan.

Serta tak lupa kupersembahkan kepada Almamaterku tercinta,

semoga kelak berguna dikemudian hari.

tetaplah bekerja keras untuk urusan yang lain”

(Q.S. Al Insyirah : 6 - 7)

Barang siapa di pagi hari mengeluhkan kesulitan hidupnya

(kepada orang lain), berarti seakan – akan dia mengeluhkan Rabbnya.

Barang siapa bersedih karena urusan duniawi, berarti dia tidak puas dengan ketetapan Allah.

Barang siapa menghormati seseoarang karena kekayaannya, sungguh telah lenyaplah

duapertiga agamanya.

(Nabi Muhammad SAW)

Jagalah Allah niscaya engkau akan mendapatkan Dia di hadapanmu, kenalilah

Allah di saat lapang, niscaya Dia akan mengenalimu di saat sempit. Ketahuilah

bahwa apa yang semestinya tidak menimpamu niscaya tidak akan menimpamu,

dan apa yang semestinya menimpamu niscaya engkau tidak kuasa mengelaknya.

Ketahuilah sesungguhnya kesenangan itu bersama kesusahan dan bersama

kesulitan itu ada kemudahan. (Al-Hadist)

“Katakanlah, ‘Sesungguhnya shalatku, ibadahku, hidupku dan matiku hanyalah untuk

Allah Tuhan semesta alam’.”

SANWACANA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan

rahmat dan karunia-Nya, sehingga tugas akhir ini dengan judul “Prarancangan

Pabrik Dimethyl Phthalate dari Phtalic Anhydride dan Methanol kapasitas

55.000 ton/tahun ” dapat diselesaikan dengan baik.

Tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat guna

memperoleh derajat kesarjanaan (S-1) di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Lampung.

Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari beberapa

pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibu Panca Nugrahini.,S.T. M.T., selaku ketua Jurusan Teknik Kimia.

2. Ibu Dr. Elida Purba S.T., M.Sc. selaku dosen pembimbing I yang telah

memberikan pengarahan, masukan, bimbingan, kritik dan saran selama

penyelesaian tugas akhir. Semoga ilmu bermanfaat yang diberikan dapat

berguna dikemudian hari.

3. Bpk Heri Rustamaji.,S.T.,M.Eng selaku Dosen Pembimbing II, pengarahan,

masukan, bimbingan, kritik dan saran selama penyelesaian tugas akhir.

4. Bapak Taharuddin, S.T., M.Sc. dan Ibu Simparmin Br Ginting, S.T.,M.T.,

selaku Dosen Penguji yang telah memberikan kritik dan saran, juga selaku

dosen atas semua ilmu yang telah penulis dapatkan.

bekal masa depan yang akan selalu bermanfaat.

6. Keluargaku tercinta, Orangtua atas segala dukungan, pengorbanan, doa, cinta

dan kasih sayang yang selalu mengiringi disetiap langkahku. Kakak-yayuk ku,

atas pengorbanan dan doa. Semoga Allah SWT memberikan perlindungan dan

Karunia-Nya.

7. Melina Sari selaku rekan seperjuangan dalam suka dan duka yang telah

membantu penulis dalam penyelesaian laporan tugas akhir.

8. Teman-teman saudara-i di Teknik Kimia angkatan 2006 khususnya, aci,mb

lia,meli,mey,icha,vincent,nova,dora,dian,yuli,dara,indah,kucing,maya,cici,yes

ti,widya,nia,syam,yesika,ajeng,dessy,bunga,elia,mpeb,tri,didik,kur,sedny,amri

h,niko,geri,kymul,ozi,riki,jemmy,heri,made,timbo,wawan,ryan,indri.

9. Rekan-rekan teknik kimia yang tidak bisa disebutkan satu persatu.

Terimakasih atas bantuan dan dukungannya selama penulis menyelesaikan

tugas akhir ini.

10. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.

Semoga Allah SWT membalas kebaikan mereka terhadap penulis dan semoga

skripsi ini berguna.

Bandar Lampung, April 2013

Penulis,

Dalam dokumen PRARANCANGAN PABRIK DIMETHYL PHTHALATE DARI PHTHALIC ANHYDRIDE DAN METHANOL DENGAN KAPASITAS 55.000 TON/TAHUN (Prancangan Reaktor-202 (RE-202)) (Halaman 131-151)