LAPORAN TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK ASAM SULFAT Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dari Sulfur dan Udara Kapasitas 310.000 Ton/Tahun.

(1)

i

LAPORAN TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK ASAM SULFAT

DARI SULFUR DAN UDARA

KAPASITAS 310.000 TON/TAHUN

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

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Oleh

Muhammad Khoirun Annas D 500 110 034

Dosen Pembimbing

Tri Widayatno, S.T., M.Sc., Ph.D. Ir. Nur Hidayati, M.T., Ph.D.

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

(3)

(4)

iv

ABSTRAK

Prarancangan pabrik asam sulfat ini dimaksudkan untuk memenuhi kebutuhan industri-industri berbahan asam sulfat. Pabrik asam sulfat direncanakan didirikan di Banyuwangi, Jawa Timur dengan kapasitas 310.000 ton/tahun pada tahun 2018. Pabrik dirancang untuk menghasilkan asam sulfat dengan konsentrasi 98% berat menggunakan bahan baku berupa sulfur (granule) sebanyak 11.867,9804 kg/jam dan udara sebanyak 81.817,2267 kg/jam.

Proses pembuatan asam sulfat berlangsung pada fase gas dengan kondisi operasi 436-551oC dan 1,5 atm secara irreversible dan eksotermis. Reaktor yang digunakan berjenis fixed bed single tube sebanyak 4 buah bed dengan menggunakan katalis V2O5 (vanadium pentaoxide). Unit pendukung proses (utilitas) terdiri dari unit penyedia air sanitasi sebanyak 1.684,2083 kg/jam, unit penyedia air proses sebanyak 9.689,0813 kg/jam, serta unit penyedia air pendingin sebanyak 74.620,1277 kg/jam. Kebutuhan listrik disuplai dari PLN sebanyak 1.000 kWh.

Modal tetap yang diperlukan untuk mendirikan pabrik asam sulfat ini sebesar 686.038.500.423 rupiah dan modal kerja sebesar 130.080.548.348 rupiah. Berdasarkan analisis ekonomi menunjukkan keuntungan sebelum pajak yang diperoleh sebesar 213.900.820.166 rupiah per tahun dan keuntungan setelah pajak (25%) sebesar 171.120.656.133 rupiah per tahun. Persen Return on Investment

(ROI) sebelum pajak 31,18%, dan sesudah pajak 24,94%. Sedangkan PayOutTime

(POT) sebelum pajak 3,11 tahun dan sesudah pajak 3,85 tahun. Break EventPoint

(5)

v

ABSTRACT

The manufacturer of sulphuric acid purpose to fulfill the domestic demand. This manufacturer of sulphuric acid was planned to be established in 2018 in the Industry Area of Banyuwangi, East Java. This plant was planned to produce sulphuric acid 98% wt capacity 310.000 tons/year usethe raw materials of sulphur (granule) as much as 11.867,9804 kgs/hrandairas much as 81.817,2267 kgs/hr.

The process to make sulphuric acid in gas phase with operation condition are 436-551oC and 1,5 atm with irreversible and eksoterm rection. Reactor that used was fixed bed single tube reactor with 4 numbers of bed and catalyst that used was V2O5 (vanadium pentaoxide). Utility unit consist of sanitation water supply unit as much as 1.684,2083 kgs/hr, proccess water supply unit as much as9.689,0813 kgs/hr, cooling water supply unit as much as 74.620,1277 kgs/hr. Power needed wassupply from PLN about 1000 kWh.

(6)

vi

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

a. Motto

Sepuluh tidak akan tercapai jika tidak dimulai dari satu.

b. Persembahan

Segala puji syukur selalu tercurah kepada-Mu Yaa Allah atas segala nikmat dan karunia-Mu penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

Tugas akhir ini saya persembahkan untuk:

 Kedua orang tuaku tercinta yang telah memberikan dukungan dan semangat

sehingga aku bisa menyelesaikan tugas akhir ini.

 Adik dan kakak yang kusayangi, terima kasih atas doa dan dukungan darimu

yang memberiku semangat kepadaku untuk mengerjakan tugas akhir.

 Partnerku Devi Tria Okti Anggraini, terima kasih telah menjadi partner TPP

ku yang tak henti-hentinya menyemangatiku.

 Para dosen pembimbing yang selalu meluangkan waktu untuk memberikan

bimbingan dan masukan-masukan padaku.

 Teman terbaikku Aris, Danang, Yogi, dan Hamdan yang telah menghiburku ketika penat dalam mengerjakan tugas akhir.

 Semua teman-teman teknik kimia angkatan 2011 Universitas Muhammadiyah

(7)

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul “Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dari Sulfur dan Udara Kapasitas 310.000 ton/tahun”. Tidak lupa sholawat serta salam senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat, dan para pengikut-pengikutnya.

Tugas Prarancangan Pabrik ini merupakan salah satu syarat yang wajib ditempuh untuk menyelesaikan proram strata-1 Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak- pihak yang telah memberikan dukungan, bimbingan, dan bantuan hingga terselesaikannya laporan tugas akhir ini. Adapun pihak-pihak tersebut antara lain:

1. Allah SWT yang telah melimpahkan karunia-Nya

2. Bapak dan ibu tercinta, yang telah memberikan doa, kasih sayang, perhatian, dan pengorbanan.

3. Tri Widayatno, S.T., M.Sc., Ph.D. selaku dosen pembimbing 1 4. Ir. Nur Hidayati, M.T., Ph.D. selaku dosen pembimbing 2

5. Seluruh dosen dan staf karyawan Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta

6. Segenap civitas akademika dan teman-teman mahasiwa Teknik Kimia FT Universitas Muhammadiyah Surakarta khususnya angkatan 2011.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Prarancangan Pabrik ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk kesempurnaan tugas ini.

Surakarta, April 2016

(8)

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ……….. i

HALAMAN PENGESAHAN ……….... ii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ……… iii

ABSTRAK ……… iv

1.2. Kapasitas Perancangan ……….. 2

1.3. Lokasi Pabrik ………. 4

(9)

ix

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM 4.1. Unit Pendukung Proses ……….... 70

5.5. Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ………... 96

5.6. Kesejahteraan Sosial ………... 97

5.7. Manajemen Produksi ………... 98

BAB VI ANALISIS EKONOMI 6.1. Perhitungan Biaya ……….... 105

6.2. Analisis Kelayakan ………... 106

6.3. Perhitungan Analisis Ekonomi ………... 107

6.4. Penentuan Total Capital Investment ………... 108

6.5. Biaya Produksi Total ………... 109

6.6. Analisis Kelayakan Ekonomi ………... 110

KESIMPULAN ………... 113

DAFTAR PUSTAKA ………... 114

(10)

x

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1. Perkembangan impor asam sulfat di Indonesia... 2

Tabel 1.2. Kapasitas pabrik asam sulfat yang sudah berdiri ... 3

Tabel 2.1. Harga ∆H°f 298 masing-masing bahan pada keadaan standar .... 18

Tabel 2.2. Harga ∆G°f 298 masing-masing bahan pada keadaan standar ... 19

Tabel 2.3. Neraca Massa di Sekitar Melt Tank ... 25

Tabel 2.4. Neraca Massa di Sekitar SulfurBurner ... 25

Tabel 2.5. Neraca Massa di Sekitar Kompressor ... 26

Tabel 2.6. Neraca Massa di Sekitar Reaktor ... 26

Tabel 2.7. Neraca Massa di Sekitar Absorber Intermediate ... 27

Tabel 2.8. Neraca Massa di Sekitar Absorber Final ... 27

Tabel 2.9. Neraca Massa di Sekitar Dilute Tank ... 28

Tabel 2.10. Neraca Massa Total Masuk ... 28

Tabel 2.11. Neraca Massa Total Keluar ... 29

Tabel 2.12. Neraca Panas Melt Tank ... 29

Tabel 2.13. Neraca Panas Sulfur Burner ... 30

Tabel 2.14. Neraca Panas Kompresor ... 30

(11)

xi

Tabel 2.33. Neraca Panas Absorber Intermediate ... 38

Tabel 2.34. Neraca Panas Absorber Final ... 38

Tabel 2.35. Neraca Panas Dilute Tank ... 39

Tabel 2.36. Perincian Luas Area Pabrik ... 43

Tabel 4.1. Kebutuhan Air Proses ... 71

Tabel 4.2. Kebutuhan Air Pendingin... 72

Tabel 4.3. Kebutuhan Air Umpan Boiler ... 73

Tabel 4.4. Kebutuhan Air Sanitasi ... 74

Tabel 4.5. Kebutuhan Air yang harus ditambahkan ... 74

Tabel 4.6. Kebutuhan Listrik Pabrik Asam Sulfat ... 86

Tabel 4.7. Kebutuhan Bahan Bakar Pabrik Asam Sulfat ... 86

Tabel 5.1. Sistem Pembagian Kerja ... 96

Tabel 5.2. Penggolongan Jabatan dalam Perusahaan ... 96

Tabel 6.1. Costindexchemichalplant tahun 1995-2013 ... 103

Tabel 6.2. Perhitungan Fixed Capital Investment ... 108

Tabel 6.3. Perhitungan Working Capital ... 108

Tabel 6.4. Perhitungan Direct Manufacturing Cost ... 109

Tabel 6.5. Perhitungan Indirect Manufacturing Cost ... 109

Tabel 6.6. Perhitungan Fixed Manufactuirng Cost ... 109

Tabel 6.7. Perhitungan General Expense ... 109

Tabel 6.8. Fixed Cost ... 110

Tabel 6.9. Variable Cost ... 110

(12)

xii DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Grafik hubungan antara tahun dengan jumlah impor

asam sulfat ... 2

Gambar 1.2. Lokasi Pendirian Pabrik ... 4

Gambar 2.1. Diagram Alir Proses ... 22

Gambar 2.2. Diagram Alir Proses Kualitatif ... 23

Gambar 2.3. Diagram Alir Proses Kuantitatif ... 24

Gambar 2.4. Tata Letak Pabrik ... 44

Gambar 2.5. Tata Letak Peralatan Proses ... 47

Gambar 4.1. Diagram Alir Utilitas ... 79

Gambar 6.1. Hubungan tahun dengan nilai cost index chemichal plant ... 104

(13)