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

(1)

PRE DESIGN OF DIMETHYL PHTHALATE PLANT FROM PHTHALIC ANHYDRIDE AND METHANOL

WITH CAPACITY 55 000 TONS / YEAR (Design Reactor-202 (RE-202))

By

MERRY YANTI

Dimethyl Phthalate (DMP), which has the chemical formula C6H4(COOCH3)2, is widely used in industries such as a plasticizer. Furthermore Dimethyl phthalate used as insectrepelent, an additional substract in the manufacture of insecticides. With the increasing need for plastics in Indonesia, the higher the need for Dimethyl Phthalate. Dimethyl Phthalate so the plant is needed to support industrial development in the country.

Dimethyl Phthalate is produced by reacting Phthalic Anhydride and methanol with the aid of sulfuric acid catalyst in the CSTR reactor at a temperature of 140 ° C and pressure of 3 atm with a conversion of 95%. The output from the reactor flowed into Netralizer by inserting a function of NaOH to neutralize the sulfuric acid content. Dimethyl Phthalate product is separated from other components of the reaction by feeding the results into dekanter. The results applied to the bottom dekanter UPL and purified in the distillation tower to produce Dimethyl Phthalate with a purity of 99 %.

(2)

ii Obtained from economic analysis:

Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 319.988.838.531,828 Working Capital Investment (WCI) = Rp 79.997.209.632,957 Total Capital Investment (TCI) = Rp 399.986.048.164,785

Break Even Point (BEP) = 34 %

Shut Down Point (SDP) = 13 %

Pay Out Time before taxes (POT)b = 1,298 tahun Pay Out Time after taxes (POT)a = 1,571 tahun Before taxes Return on Investment (ROI)b = 57,166 % After taxes Return on Investment (ROI)a = 45,733 % Discounted cash flow (DCF) = 44,7538 %

(3)

iii

PRARANCANGAN PABRIK

DIMETHYL PHTHALATE

DARI PHTHALIC ANHYDRIDE

DAN METHANOL

DENGAN KAPASITAS 55.000 TON/TAHUN

(Prancangan Reaktor-202 (RE-202))

Oleh MERRY YANTI

Dimethyl Phthalate(DMP), yang memiliki rumus kimia C6H4(COOCH3)2, banyak digunakan dalam industri polimer sebagai plasticizer. Selain itu Dimethyl phthalatedimanfaatkan sebagai insectrepelent, yaitu suatu bahan tambahan dalam pembuatan bahan pembasmi serangga.

Dengan semakin meningkatnya kebutuhan plastik di Indonesia, maka semakin tinggi pula kebutuhan akan Dimethyl Phthalate. Sehingga pembangunan pabrik Dimethyl Phthalate sangat diperlukan untuk mendukung perkembangan industri di dalam negeri.

Dimethyl Phthalate dihasilkan dengan cara mereaksikan Phthalic Anhydridedan metanol dengan bantuan katalis asam sulfat di dalam Reaktor CSTR pada suhu 140 oC dan tekanan 3 atm dengan konversi 95%. Hasil keluaran dari Reaktor dialirkan ke dalam Netralizer dengan memasukan NaOH yang berfungsi menetralisasi kandungan asam sulfat. Produk Dimethyl Phthalate dipisahkan dari komponen-komponen lain hasil dari reaksi dengan mengumpankan ke dalam dekanter. Hasil bawah dekanter dialirkan ke UPL dan hasil atas dekanter dimurnikan di dalam Menara Distilasi sehingga dihasilkan Dimethyl Phthalate dengan kemurnian 99%.

(4)

iv Dari analisis ekonomi diperoleh:

Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 319.988.838.531,828 Working Capital Investment (WCI) = Rp 79.997.209.632,957 Total Capital Investment (TCI) = Rp 399.986.048.164,785

Break Even Point (BEP) = 34 %

Shut Down Point (SDP) = 13 %

Pay Out Time before taxes (POT)b = 1,298 tahun Pay Out Time after taxes (POT)a = 1,571 tahun Before taxes Return on Investment (ROI)b = 57,166 % After taxes Return on Investment (ROI)a = 45,733 % Discounted cash flow (DCF) = 44,7538 %

(5)

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Perkembangan industri di Indonesia semakin mengalami peningkatan, baik dari segi jumlah maupun keanekaragamannya. Seiring dengan perkembangan industri tersebut, terjadi pula peningkatan pada kebutuhan bahan baku dan bahan pembantu.

Dewasa ini, salah satu industri kimia yang berkembang dengan pesat adalah industri bahan polimer, yang menghasilkan berbagai jenis produk plastik, serat sintesis, karet sintesis, dan sebagainya. Pada proses pembuatan bahan polimer, selain memerlukan resin sebagai bahan baku utama, juga diperlukan suatu bahan tambahan yang disebut dengan plasticizer, yaitu bahan yang

ditambahkan pada resin agar menjadi lunak dan mudah dibentuk (flexible), sehingga mempermudah proses fabrikasi (flowing, casting, dan finishing process).

(6)

Dimethyl phthalatedimanfaatkan sebagai insectrepelent, yaitu suatu bahan tambahan dalam pembuatan bahan pembasmi serangga.

Pabrik Dimethyl phthalate perlu didirikan di Indonesia, dalam upaya pengembangan industri polimer sekaligus mengurangi ketergantungan Bangsa Indonesia terhadap impor bahan plasticizer. Usaha ini didukung oleh ketersediaan sumber bahan baku, seperti Phthalic Anhydride, Metanol, Asam Sulfat dan NaOH, maupun sumber daya manusia, yang pada gilirannya membuka peluang baru dalam lapangan kerja, sekaligus membantu usaha pemerintah dalam meningkatkan pendapatan nasional.

B. Kegunaan Produk

Dimethyl phthalatemerupakan salah satu bahan dasar untuk berbagai jenis industri. Sebagian besar Dimethyl phthalatedigunakan dalam industri polimer yang berguna sebagai plasticizer. Selain itu Dimethyl phthalate dapat juga digunakan sebagai berikut :

1. Insectrepelent

2. Pengencer industri pasta gigi 3. Pelapis kertas.

C.Ketersediaan Bahan Baku

(7)

juga dapat lebih menjamin akan ketersediaan bahan baku demi kelangsungan proses produksi.

Semua bahan baku yang digunakan dapat diperoleh dari dalam negeri. Bahan baku methanol diperoleh dari PT. Kaltim Methanol Industri dengan kapasitas 660.000 ton/tahun. Sedangkan bahan baku phthalic anhydride diperoleh dari PT. Petrowidada Gresik dengan kapasitas 70.000 ton/tahun. Bahan pembantu berupa H2SO4 diperoleh dari PT. Petrokima Gresik dengan kapasitas 600.000 ton/tahun, sedangkan NaOH diperoleh dari PT. Pindo Deli Pulp and Paper Mills Karawang dengan kapasitas 42.900 ton/tahun.

D.Analisa Pasar

Berdasarkan data yang diperoleh dari Departemen Perdagangan yang diolah oleh Badan Pusat Statistik, proyeksi kebutuhan Dimethyl Phthalate diperkirakan akan semakin meningkat. Hal ini bisa diamati dari Tabel 1.1 data impor Dimethyl Phthalatedi Indonesia berikut :

Tabel 1.1 Data ImporDimethyl Phthalate Tahun Impor (ton/tahun)

2002

15943 2003

16035 2004

19967 2005

23112 2006

25643 2007

26968 2008

(8)

Dari data diatas, dapat ditentukan kapasitas pabrik yang akan dibangun dengan menggunakan kurva linear :

Gambar 1.1 Grafik Kebutuhan Dimethyl PhthalateIndonesia

Untuk menghitung kebutuhan impor dimethyl phthalate tahun berikutnya maka menggunakan persamaan garis lurus :

y = ax + b

Keterangan : y = kebutuhan impor dimethyl phthalate, ton/tahun x = tahun ke

b =intercept

a = gradien garis miring

Diperoleh persamaan garis lurus : y = 2363x + 12902 (Ton/tahun)

Dari persamaan di atas diketahui bahwa kebutuhan import dimethyl phthalate di Indonesia pada tahun 2018 (tahun ke 17) adalah :

y = 2363x + 12902 y = 53073 ton/tahun

y = 2363.x + 12902 R² = 0.97

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000

1 2 3 4 5 6 7

(9)

Dari hasil regresi linear diatas didapatkan kebutuhan dimethyl phthalate di Indonesia pada tahun 2018 sebesar 53073 ton/tahun, sehingga untuk menutupi kebutuhan impor dimethyl phthalate Indonesia, pabrik ini dirancang dengan kapasitas 55.000 ton /tahun.

E. Lokasi Pabrik

Berdasarkan beberapa pertimbangan maka pabrik dimethyl phthalate ini direncanakan akan didirikan di Gresik Jawa Timur. Pertimbangan-pertimbangan tersebut adalah sebagai berikut :

1. Sarana Trasportasi

Transportasi yang diperlukan untuk proses penyediaan bahan baku ditunjamg dengan adanya pelabuhan Gresik yang akan memudahkan impor barang-barang kebutuhan pabrik.

2. Pemasaran Produk

Pemasaran dimethyl phthalate cair sebagai bahan baku maupun pembantu di industri pengolahan plasticizer, insectrepelent, pengencer industri pasta gigi dapat mudah dipasarkan ke industri sekitarnya dan diekspor.

3. Bahan Baku

Bahan baku methanol diperoleh dari PT. Kaltim Methanol Industri, phthalic anhydridediperoleh dari PT. Petrowidada Gresik.

4. Fasilitas Air

(10)

airnya dari Lereng Gunung Anjasmoro yang bermuara di Selat Madura yang membelah daerah tengah sepanjang 317 km. Selain itu, Bengawan Solo panjangnya 540 km yang mengalir di daerah utara dengan sumber mata airnya di Wonogiri dan bermuara di Laut Jawa, keduanya dapat dipergunakan sebagai sumser air pabrik.

5. Tenaga Kerja

Menurut Badan Statistik Kabupaten Gresik tahun 2001 jumlah tenaga kerja di kota Gresik sebesar 189.324 orang, dengan 37.532 orang merupakan tenaga terdidik. Sehingga tenaga kerja dapat diperoleh dari daerah di sekitarnya, baik tenaga kasar mapun tenaga terididik.

6. Keadaan Tanah

Gresik bukan daerah subur sehingga tidak cocok untuk pertanian, karena sebagian besra terletak di dataran rendah. Perkembangan kota diarahkan ke arah industri yaitu sebesar 48,02% sebagai kegiatan ekonominya, sedangkan untuk pertanian hanya 11,25%.

7. Kemasyarakatan

Keadaan sosial kemasyarakatan sudah terbiasa dengan lingkungan industri yaitu dengan jumlah industri sebesar 5081 unit. Lokasi yang paling terkenal dengan kompleks industri adalah kawasan industri Gresik yang didirikan pada tahun 1990. Sehingga pendirian pabrik baru dapat diterima dan dapat beradaptasi dengan mudah dan cepat.

8. Utilitas

(11)

Usaha produksi dalam pabrik kimia membutuhkan berbagai sistem proses yang

dirangkai dalam suatu sistem proses produksi yang disebut teknologi proses.

Secara garis besar, sistem proses utama dari sebuah pabrik kimia adalah sistem

reaksi serta sistem pemisahan dan pemurnian. Proses perubahan bahan baku

menjadi produk terjadi dalam sistem reaksi. Sistem pemroses bagi sistem reaksi

adalah reaktor. Sistem pemisahan dan pemurnian bertujuan agar hasil dari sistem

pereaksian sesuai dengan permintaan pasar sehingga layak dijual.

Demikian halnya dengan pabrik Dimetyl Phthalate(DMP), terdiri dari unit proses, unit pemisahan, unit pemurnian dan kondisi operasi yang terlibat dijelaskan

sebagai berikut.

Proses produksi Dimethyl pthalate ini hanya dengan proses esterifikasi, namun ada beberapa jenis katalis yang dapat dipilih.

A. Jenis-jenis Katalis

Secara umum Dimethyl Phthalate(DMP) diproduksi dengan mereaksikan

Phthalic Anhydridedan metanoldengan proses esterifikasi menggunakan katalis. Ada dua jenis katalis yang dapat digunakan dalam produksi DMP,

(12)

1. Esterifikasi menggunakan katalis asam sulfat

Proses pembuatan Dimethyl Phthalatedilakukan di dalam reaktor alir tangki berpengaduk (RATB). Pada proses ini direaksikan antara phthalic anhydridedan metanol serta H2SO4 sebagai katalis secara bersamaan

melalui bagian atas reaktor, dengan kondisi suhu reaktor 140oC dan

tekanan 3 atmosfer. Konversi yang dihasilkan sebesar 95%.

(U.S Patent No. 2618651)

 Tinjauan Ekonomi

Tinjauan ekonomi ini bertujuan untuk mengetahui keuntungan yang

dihasilkan oleh pabrik ini selama setahun dengan kapasitas 55.000

ton/tahun. Berikut ini perbandingan harga bahan baku dan harga produk

pada tahun 2012.

Tabel. 2.1. Harga bahan baku dan produk

No Bahan Kimia BM (g/mol) Harga (Rp)

1 Dimethyl phthalate 194 15.378/kg

2 Phthalic anhydride 148 17.430/kg

3 Metanol 32 13.848/kg

4

5

Asam Sulfat

Sodium Bisulfat

98

120

12.826/kg

17.200/kg

Sumber: (www.merck.com, 2012)

 Produk

Berat C6H4(COOCH3)2 = 55000 ton

Harga jual Dimethyl phthalate = Rp 15.378/kg

Harga = 55.000.000 kg x Rp 15.378/kg

(13)

Mol C6H4(COOCH3)2 = mol Kapasitas = 194 000 . 000 . 55

= 283.505,154 kmol

 Reaktan

Mol Phthalic anhydride =

yield H COOC H

molC₆ ₄( ₃)₂

= 97 , 0 154 , 505 . 283

= 292.272,3546 kmol

Berat Phthalic anhydride = Mol x BM

= 292.272,3546 kmol x 148 kg/kmol

= 43.256.456,48 kg

Harga Phthalic anhydride = 43.256.456,48 kg x Rp 17.430/kg = Rp 753.960.036.400

Mol metanol = 2 x Mol Phthalic anhydride

= 2 x 292.272,3546 kmol

= 584.544,7092 kmol

Berat methanol = Mol metanol x BM

= 584.544,7092 kmol x 32 kg/kmol

= 18.705.430,69 kg

Harga metanol = 18.705.430,69 kg x Rp 13.848/kg

(14)

Kebutuhan katalis (asam sulfat) sebanyak 0,2% dari berat Phthalic anhydride

= 0,2 % X 43.256.456,48 kg = 86.512,912 kg

Harga katalis yang dibutuhkan

= 86.512,912 kg X Rp.12.826/kg = Rp 1.109.614.622

Kebutuhan NaOH sebanyak 0,6% dari berat Phthalic anhydride

= 0,6% X 43.256.456,48 kg = 259.538,738 kg

Harga NaOH yang dibutuhkan

= 259.538,738 kg X Rp 13.465 / kg = Rp 3.494.689.119

Potensial ekonomi jika menggunakan katalis asam sulfat

= harga jual produk – harga beli bahan baku

= Rp 845.790.000.000– (Rp 753.960.036.400+

Rp 259.032.804.200+ Rp 1.109.614.622+ Rp 3.494.689.119)

= Rp. 61.321.855.660

2. Esterifikasi menggunakan katalis sodium bisulfat

Pada proses ini direaksikan antara phthalic anhydridedan metanol serta

sodium bisulfatsebagai katalis dengan kondisi suhu reaktor 110oC. Konversi yang dihasilkan sebesar 85%. Katalis ini tidak dijual di

Indonesia, jadi harus impor dari India dan cina.

(15)

Kebutuhan katalis sodium bisulfat sebanyak 2% dari berat Phthalic anhydride

= 2 % X 43.256.456,48 kg = 865.129,1296 kg

Harga katalis yang dibutuhkan

= 865.129,1296 kg X Rp.17.200/kg = Rp 14.880.221.030

Potensial ekonomi jika menggunakan katalis sodium bisulfat

= harga jual produk – harga beli bahan baku

= Rp 845.790.000.000– (Rp 753.960.036.400+

Rp 259.032.804.200+ Rp 1.109.614.622+ Rp 14.880.221.030)

= Rp 49.936.323.750

B. Pemilihan Proses

Berdasarkan uraian subbab di atas, dalam memproduksi Dimethyl Phthalate

(DMP), hanya dibedakan berdasarkan pada penggunaan katalis.

Tabel 2.2. Perbandingan katalis asam sulfat dengan katalis sodium bisulfat pada proses esterifikasi pembuatan dimethyl phthalate

No. Parameter Jenis Katalis

asam sulfat Sodium bisulfat

1. 2. 3. 4. 5. 6. Suhu operasi Konversi Harga katalis Perolehan katalis Kebutuhan katalis Potensial ekonomi

140oC 95% Rp 1.109.614.622

Dalam negeri 0,2% dari bahan baku

(phthalic anhydride)

Rp. 61.321.855.660

110oC 85% Rp 14.880.221.030

Luar negeri 2% dari bahan baku

(phthalic anhydride)

(16)

Pada kedua katalis untuk memproduksi dimethyl phthalate ini mempunyai reaksi yang sama sehingga bahan baku yang diperlukan sama. Maka pertimbangan yang

digunakan dalam pemilihan proses ini didasarkan pada :

1. Harga katalis asam sulfat lebih murah dari katalis sodium bisulfat

2. Katalis asam sulfat lebih mudah didapat karena telah diproduksi di dalam

negeri sehingga tidak memerlukan biaya yang besar untuk pengangkutan.

3. Konversi yang diperoleh lebih tinggi dengan menggunakan asam sulfat.

4. Potensial ekonomi diperoleh lebih tinggi dengan menggunakan katalis

asam sulfat

Berdasarkan pertimbangan di atas, maka dalam prarancangan pabrik ini

digunakan katalis asam sulfat untuk membantu proses reaksi

 Tinjauan Proses Secara Umum

Tekanan : 3 atm

Temperatur : 140oC

Konversi : 95%

Mol ratio phtalic anhidride: methanol : 1 : 2

Reaktor : Reaktor Alir Tangki Berpengaduk

Fase reaksi : Cair

Mekanisme Reaksi

Reaksi diatas berlangsung dalam fase cair dengan tahapan sebagai berikut :

(17)

Phthalic Anhyride Metanol Monomethyl Phthalate

2. Kemudian molekul monometyl phthalatebereaksi kembali dengan satu molekul metanol dan melepas satu molekul air membentuk dimethyl phthalate

Monomethyl metanol dimethyl air

phthalate phthalate

(Jerzy Skrzypek,1994)

C. Uraian Proses

Proses pembuatan dimetyl phthalate dari phthalic anhydridedan metanol dengan proses esterifikasi dengan menggunakan katalis H2SO4dapat dibagi menjadi tiga

tahap, yaitu:

1. Tahap Persiapan Bahan Baku

Tahap ini bertujuan untuk menyiapkan phthalic anhydride dan metanol sebelum direaksikan di dalam reaktor.

(18)

a. metanoldari tangki penyimpan yang berupa cairan dipanaskan sampai suhu reaktor sebesar 140°C dengan menggunakan

pemanas.

b. Phthalic anhydrideyang berbentuk kristal dilelehkan dengan menggunakan meltersehingga berubah fase menjadi cair dan suhunya naik sampai suhu operasi reaktor sebesar 140°C.

2. Tahap reaksi esterifikasi pembentukan dimethyl phthalate.Kedua bahan baku diumpankan dalam reaktor dengan perbandingan mol

phtalic anhidride: metanol = 1 : 2.

Reaksi yang terjadi di reaktor:

PA + Metanol  MMP (1)

MMP + Metanol  DMP (2)

Reaksi berlangsung dalam fase cair dan merupakan reaksi eksotermis.

Konversi yang dapat dicapai pada reaksi ini sebesar 95 % berdasarkan

reaktan phthalic anhidride. Reaksi dijalankan dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) pada suhu 140oC. Reaktor beroperasi

pada tekanan 3 atm untuk menjaga agar reaktan tetap dalam keadaan

cair. Panas yang dihasilkan oleh reaktor diserap dengan jaket

pendingin.

3. Tahap Pemurnian dan Pemisahan Produk

Tahap ini bertujuan untuk memisahkan produk dari hasil samping

(19)

Tahap pemisahan dan pemurnian produk terdiri dari:

a. Produk cair reaktor dialirkan menuju tangki netralisasi untuk

dinetralkan kandungan asamnya dengan menggunakan NaOH

yang berasal dari tangki penyimpanan sehingga terbentuk Na2SO4

dan air.

Reaksi yang terjadi di netraliser:

H2SO4 + 2 NaOH  Na2SO4 + 2 H2O

b. Hasil netralisasi dialirkan menuju decanter. Keluaran decanter

terdiri dari fase berat (Dimethyl Phthalate, metanol,) yang akan menuju ke menara distilasi, dan fase ringan (Na2SO4, Maleic Anhydride,Monomethyl Phthalate, air,) yang akan menuju ke unit pengolahan limbah.

c. Produk decanteryang masih mengandung metanol dipisahkan dari dimetyl phthalate, dengan menggunakan kolom distilasi sehingga diperoleh produk dimetyl phthalatedengan kemurnian 99%.

 Tinjauan Termodinamika

Tinjauan secara termodinamika ditujukan untuk mengetahui sifat reaksi

(endotermis/eksotermis) dan arah reaksi (reversible/irreversible). Penentuan panas reaksi yang berjalan secara eksotermis atau endotermis dapat dihitung dengan

perhitungan panas pembentukan standar (ΔH°f) pada P = 1 atm dan T = 298 K.

Reaksi yang terjadi :

(20)

NilaiΔH°f masing-masing komponen pada suhu 298 K dapat dilihat pada Tabel

2.2 sebagai berikut :

Tabel 2.3 NilaiΔH°f masing-masing Komponen

Komponen ΔH°f, kJ/mol C6H4(CO)2 -155,8

CH3OH -200,9

C6H4(COOCH3)2 -663

H2O -241,8

(Yaws, 1999)

ΔH°r 298 K = ΔH°f produk -ΔH°f reaktan

= [ΔH°fC6H4(COOCH3)2+ ΔH°fH2O] – [ΔH°fC6H4(CO)2+ ΔH°f2.CH3OH]

= (-663 + (-241,8)) - ( -155,8 + 2(-200,9))

= -347,2 kJ/mol

Menghitung ΔHreaksi

ΔHreaksi = ΔHstandar + (ΔHproduk - ΔHreaktan)

Menghitung masing masing ΔHreaktan

1. Untuk Phthalic Anhydride



  413 298 CpdT n H ) 10 . 126 , 2 10 . 906 , 3 320 , 26 ( 413 298 2 4 1



_  _  

H n T T

ΔH= 1 mol X 19.901,551 kj/mol

(21)

2. Untuk Metanol



  413 298 CpdT n H ) 10 . 459 , 1 10 . 029 , 1 10 . 1046 , 3 1520 , 40

( 6 3

413 298 2 3 1 T T T n

H       





ΔH= 2 mol X 9.013,464 kj/mol

ΔH= 18.026,93 kj

Total ΔHuntuk reaktan = 19.901,551 kj + 18.026,93 kj = 37.928,48 kj

Menghitung masing masing ΔHproduk

1.Untuk dimethyl phthalate



  413 298 CpdT n H

(185,494 6,3469.10 1,4023.10 1,5866.10 6 3)

413

298

2 3

1_T _T _T

n

H       





ΔH= 1 mol X 31.945,3854 kj/mol

ΔH= 31.945,3854 kj

2. Untuk air



  413 298 CpdT n H



    413 298 2₎ 00000134 , 0 00015 , 0 22 , 8

( T T

n H

ΔH= 1 mol X 886,034 kj/mol

ΔH= 886,034 kj

(22)

Sehingga

ΔHreaksi = ΔHstandar + (ΔHproduk - ΔHreaktan)

= -347,2 kJ + (32.831,4194 kj - 37.928,48 kj )

= -5444,2606 kj

Karena nilaiΔH°r 298 K negatif, maka reaksi bersifat eksotermis.

Energi bebas Gibbs (ΔG) digunakan untuk mementukan apakah reaksi spontan,

tidak spontan atau berada dalam kesetimbangan, jika nilai ΔG adalah negatif

berarti rekasi berjalan spontan, jika bernilai positif berarti reaksi berjalan secara

tidak spontan, sedangkan jika nilai ΔG adalah nol berari reaksi berada dalam

kesetimbangan. Berikut perhitungan ΔG dalam proses esterifikasi dimethyl

phthalate.

Tabel 2.4. NilaiΔG°fmasing-masing Komponen

Komponen ΔG°f, kJ/mol

C6H4(CO)2 -329

CH3OH -162,2

C6H4(COOCH3)2 -526

H2O -237,129

(Yaws, 1999)

Persamaan :

ΔGo= Σ(nΔGof) produk –Σ(nΔGof) reaktan

ΔGo= -RT ln K

(23)

dimana :

ΔGo: Energi bebas Gibbs standard (kJ/mol)

R : Tetapan gas (8,314 x 10-3 kJ/mol K)

K : Konstanta kesetimbangan pada 298 K

(J.M. Smith and H.C. Van Ness, 1975)

Maka :

ΔGo= Σ(nΔGof) produk –Σ(nΔGof) reaktan

= (-526 + ( -237,129)) - (-329) + 2(-162,2))

= -109,729 kJ/mol

ΔG = ΔGo+ R. T. In

= -109,729 kJ/mol + (8,314x10-3 kJ/mol.K . 413 K. In

3546 , 272 . 292

154 505 283. ,

)

(24)

III. SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK

3.1 Spesifikasi Bahan Baku 3.1.1. Phthalic Anhydride

1. Sifat Fisik Phthalic Anhydride

Berat Molekul : 148 gr/mol

Warna : Kristal putih

Fase : Padat

Titik didih (1 atm) : 284,6oC

Titik leleh : 131oC

Densitas : 1,53 gr/ml

Kemurnian : 99,65% berat (0.35% MAN)

Kelarutan dalam air : 0,62 gr/100 gr (20-25oC)

(Yaws.C,1999)

2. Sifat Kimia Phthalic Anhydride

a. Membentuk asam dengan hidrasi

Phthalic Anhydride cair dapat bereaksi dengan air membentuk asam secara Eksotermis.

(25)

Reaksi Phthalic Anhydride padat berlangsung lambat karena

kelaruatannya rendah dan berjalan lambat pada suhu 200oC.

b. Dekarboksiklis

Jika steam dimasukkan ke Phthalic Anhydride lebur yang

mengandung katalis dekarboksilat akan membentuk asam yang sesaat

kemudian pecah menjadi asam benzoate dan CO2.

Reaksi: C8H4O3+ H2O → C6H5(COOH) + CO2

3.1.2 Methanol

1. Sifat Fisik methanol

Titik didih normal : 64.7 oC (pada 1 atm)

Tekanan Kritis : 79.91 atm

Temperatur Kritis : 239.49oC

Panas Pembentukan : -200940 kj/kmol

Specific heat : 0.82 cal g oC

(Yaws.C,1999)

2. Sifat Kimia Methanol

Esterifikasi

Jika Methanoldireaksikan dengan Phthalic Anhydride menghasilkan

Dimethyl Phthalate dengan menggunakan katalis asam sulfat.

(26)

3.2 Spesifikasi Bahan Pembantu 3.2.1 Asam Sulfat

Rumus molekul : H2SO4

Fase, warna (1 atm, 30C) : cair, kental, tidak berwarna

Komposisi : 96,7 % (3,3 % H2O)

Berat molekul : 98 gr/mol

Titik didih (1 atm) : 290 oC

Specific Gravity (4C) : 1.797 g / cm3

Kapasitas panas (300 K) : 34.857 kkal / kgmol.K

Kelarutan : larut dalam alkohol, sedikit larut dalam air.

3.2.2 Sodium Hidroksida

Rumus molekul : NaOH

Fase, warna (1 atm, 30C) : cair, tidak berwarna

Komposisi : 33 % (67 % H2O)

Berat molekul : 40 gr/mol

Specific Gravity (4C) : 2.0231 g / cm3

Kapasitas panas (300 K) : 18.42 kkal / kgmol.K

(27)

3.2 Spesifikasi Produk 3.2.1 Dimethyl Phthalate

Kenampakan : cairan tak berwarna

Titik Didih : 282oC

Titik leleh : -25 oC (pada 1 atm)

Spesific Gravity : 1.189 gr/cm3

Kapasitas Panas : 71.7 kkal/kg mol.K

Kelarutan : Larut dalam alkohol

(28)

A. Peralatan Proses

Peralatan proses pabrik Dimethyl Phthalatedengan kapasitas 55.000 ton/tahun terdiri dari:

1. Tangki Penyimpanan Metanol (ST-101)

Tabel 5.1. Spesifikasi tangki penyimpanan Metanol (ST-101)

Alat Tangki Penyimpanan Metanol

Kode ST-101

Fungsi Menyimpan Metanol dengan kapasitas 872.647,163 kg.

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) dan atap (head)berbentuk torispherical Kapasitas 453,464 m3

Dimensi Diameter shell (D) Tinggi shell (Hs) Tebal shell(ts) Tinggi atap Tebal head Tinggi total

= 28 = 20 = 0,5 = 5,058 =0,8 = 25,058

ft ft in ft in ft Tekanan Desain 33,472 psi

Bahan Carbon Steel SA-203 Grade C

(29)

2. Pompa Proses (PP-101)

Tabel 5.2. Spesifikasi Pompa Proses (PP-101)

Alat

Pompa

Fungsi

Mengalirkan metanol dari Storage Tank (ST-101) menuju ke mixing tank(MT-101)

Jenis Centrifugal pump,single suction, single stage Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic) AISI tipe 316

Kapasitas 2.486,110 kg/jam

Efisiensi Pompa 45%

Dimensi NPS = 0,75 in

Sch = 40 in

Beda ketinggian : 2 m

Power motor 0,5 hp

NPSH Jumlah

0,397 m

2 buah (1 cadangan)

3. Heater-01 (HE-101)

Tabel 5.3. Spesifikasi Heater-01 (HE-101)

Alat Heater

Kode HE – 101

Fungsi Menaikan temperatur keluaran Mixing Tank 01 (MT-101) dari 97,839oC menjadi 140 oC.

Bentuk Double Pipe Heat Exchanger

Dimensi Annulus Inner Pipe

IPS

Sch. No. 40 OD

ID

∆P, annulus

= 2 in

= 2,38 in = 2,067 in = 0,034 < 1 psi

IPS

Sch. No. 40 OD

ID Length

∆P, pipe

= 1,25

= 1,66 in = 1,38 in = 20 ft = 0,748 < 10 psi Hairpin = 2 buah

Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-203 Grade C

(30)

[image:30.612.165.499.399.641.2]

4. Tangki Penyimpanan Asam Sulfat (ST-102)

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

Alat Tangki Penyimpanan Asam Sulfat

Kode ST-102

Fungsi Menyimpan Asam Sulfat dengan kapasitas 8.194,271 kg

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) dan atap (head)berbentuk torispherical Kapasitas 16,291 m3

Dimensi Diameter shell (D) Tinggi shell (Hs) Tebal shell(ts) Tinggi total =10 = 6 = 0,2 = 7,970 ft ft in ft Tekanan Desain 17,342 psi

Bahan Stainless Steel SA 167 Grade 11 type 316

Jumlah 1 buah

5. Mixing Tank-01 (MT-101)

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

Alat Mixing Tank-01

Kode MT-101

Fungsi

Tempat mencampurkan Metanol 99 % dan H2O sehingga diperoleh konsentrasi larutan metanol keluaran MT-101 97 %. Jenis Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) Bahan Konstruksi Stainless Steel SA 167 Grade 11 type 316

dan dilapisi glass

Kapasitas 3,7109 m3

Dimensi ID

Htotal Tebal shell Tebal head Impeller Jumlah = 66,07 = 95,135 = 5/16 = 5/16 in in in in

= flat six blade turbine whit disc

= 1 buahimpeller

Power 0,0002 hp

(31)

6. Mixing Tank-02 (MT-102)

Kode MT-102

Fungsi

Tempat mencampurkan H2SO498 % dan H2O sehingga diperoleh konsentrasi larutan H2SO4keluaran MT-101 96,7 %. Jenis Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) Bahan Konstruksi Stainless Steel SA 167 Grade 11 type 316

dan dilapisi glass

Kapasitas 0,00759 m3

Dimensi ID

Htotal Tebal shell Tebal head Impeller Jumlah = 8,45 = 17,868 = 5/16 = 5/16 in in in in

= flat six blade turbine whit disc

= 1 buahimpeller

Power 0,0002 hp

Jumlah 1 buah

[image:31.612.164.501.132.374.2]

7. Pompa Proses (PP-102)

Fungsi Mengalirkan fluida dari mixing tank 1(MT-101) menuju reaktor 1 (Re-201) dan menaikkan tekanan fluida dari 1 atm menjadi 3 atm

Tipe Pompa PDP

Kapasitas 2.486,110 kg/jam Dimensi NPS = 2

Sch = 40 Diameter (D) = 2,067 in Power motor = 0,5 hp Putaran (N) = 3.000 rpm NPSH (minimum) = 97,2778 m Efisiensi pompa 45%

(32)

8. Heater-02 (HE-102)

Alat Heater

Kode HE – 102

Fungsi Menaikan temperatur keluaran Mixing Tank-02 (MT-102 ) dari 97,839 oC menjadi 140 oC. Bentuk Double Pipe Heat Exchanger

IPS

Sch. No. 40 OD

ID

∆P, annulus

= 2 in

= 2,38 in = 2,067 in = 2,41.10-7 < 1 psi

IPS

Sch. No. 40 OD

ID Length

∆P, pipe

= 1,25

= 1,66 in = 1,38 in = 12 ft

= 2,52.10-5 < 10 psi

Hairpin = 1 buah Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-203 Grade C

Jumlah 1 buah

[image:32.612.167.564.145.372.2]

9. Solid Storage–01 (SS – 101)

Tabel 5.9. Spesifikasi Solid Storage–01 (SS – 101)

Alat Solid Storage(BIN)

Kode Alat SS-101

Fungsi Tempat menyimpan bahan baku Phthalic Anhydridesolid selama 7 hari

Tipe Storage Bin

Kapasitas 245,1652 m3 Dimensi Diameter shell (D)

Diameter konis bawah (d) Tebal shell(ts)

Tebal konis (tc) Tinggi storage (Ht)

= 26,4088 ft = 13,204 ft = ½ in = 0,85 in = 52,817 ft Tekanan Desain 46,0775 psi

Bahan konstruksi Carbon Steel SA-7

(33)

10. Bucket Elevator-01 (BE-101)

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

Alat Bucket Elevator

Kode Alat BE-101

Fungsi Untuk mengangkut Phthalic Anhydride padat dari BIN (SS-101) menuju ke hopper(H-101)

Jenis Centrifugal-discharge spaced buckets

Kapasitas 6,1374 ton/jam

Dimensi Tinggi = 25 ft

Lebar Belt = 12 in Kecepatan = 225 ft/menit

Daya Motor 2 hp

Jumlah 1 buah

11. Hopper-01 (H-101)

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

Alat Hopper

Kode Alat H-101

Fungsi Menampung Phthalic Anhydrideuntuk sementara dan mengumpankannya ke Melter(ME-101)

Tipe Hopper

Dimensi Diameter Hopper = 2,925 ft H Hopper = 1,0968 ft Tebal konis (tc) = 3/16 in Bahan Kontruksi

Jumlah

(34)

[image:34.612.166.515.157.398.2]

12. Melter-01 (ME-101)

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

13. Expander-01 (EV-101)

Tabel 5.13. Spesifikasi Expander Valve(Ev-101)

Alat Expander Valve

Kode EV-101

Fungsi Menurunkan tekanan aliran N2dan PT. SAMATOR dari 6,908 atm menjadi 3 atm

Jenis Global Valve

Debit 0,187 m/s

Dimensi NPS

Sch

= 0,125 = 40

in in Panjang Pipa 10,834 m

Jumlah 1 buah

Alat Melter

Kode ME-101

Fungsi

Meleburkan Phthalic Anhydride(PA) dari tangki bahan baku pada suhu 131,26 oC dan menaikkan suhu lelehan menjadi140oC, agar siap

diumpankan ke Reaktor (RE-201) Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-7

Kapasitas 4,645 m3

Dimesi OD

Od

4,874 2,750

ft ft

Htotal 10,125 Ft

Tebal shell 0,1875 In

Tebal konis 0,250 In

Tebal Jacket 3/16 in

[image:34.612.167.526.473.620.2]

(35)

[image:35.612.166.525.157.304.2]

14. Expander-02 (EV-201)

Tabel 5.14. Spesifikasi Expander(Ev-201)

Alat Expander Valve

Kode Ev-201

Fungsi Menurunkan tekanan aliran keluaran Re-202 dari 3 atm menjadi 1 atm

Jenis Global Valve

Debit 1,986 m/s

Dimensi NPS Sch = 0,125 = 40 in in Panjang Pipa 0,705 m

Jumlah 1 buah

15. Heater-03 (HE-103)

Alat Heater

Kode HE – 103

Fungsi Menaikan temperatur keluaran Expander 01 (EX-101) dari 30oC menjadi 140 oC

IPS

Sch. No. 40 OD

ID

∆P, annulus

= 2,5 in

= 2,88 in = 2,469 in = 3,33 x 10-11 < 1 psi

IPS

Sch. No. 40 OD

ID Length

∆P, pipe

= 1,25

= 1,66 in = 1,38 in = 12 ft = 8,5 x 10-6 < 10 psi Hairpin = 1 buah

Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-203 Grade C

[image:35.612.162.566.379.609.2]

(36)

16. Reactor-01 (RE-201)

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

Alat Reaktor

Kode RE-201

Fungsi Tempat mereaksikan Phthalic Anhydridedan Metanol dengan menggunakan katalis Asam Sulfat

Jenis Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) Bahan Konstruksi SA 167 Grade 11 type 316

Kapasitas 2,864 m3

Dimensi OD 1,543 M

Htotal 2,402 M

Tebalshell 0,375 In

Tebalhead 0,28 In

Tebal Jacket 0,375 M

JenisImpeller _{Six flat blade turbin}

JumlahImpeller 1 Buah

Power 3,15 hp

Overall heat-transfer 299,056 Btu/jam.ft2.oF Coefficient

17. Pompa Proses (PP-105)

Fungsi Mengalirkan fluida dari melter (Me- 01) menuju reaktor 1 (Re-201) dan menaikkan tekanan fluida dari 1 atm menjadi 3 atm

Tipe Pompa PDP

Kapasitas 5.579,4461 kg/jam Dimensi NPS = 2,5

(37)

[image:37.612.166.518.396.636.2]

18. Pompa Proses (PP-201)

Alat

Pompa

Fungsi

Mengalirkan produk Re-201 menuju ke Re-202

Kapasitas 7.482,4885 kg/jam

Efisiensi Pompa 45 %

Dimensi NPS = 1 in

Sch = 40 in

Power motor 30 hp

NPSH 1,1128 m

19. Reactor-02 (RE-202)

Tabel 5.19. Spesifikasi Reactor-02 (RE-202)

Alat Reaktor

Kode RE-202

Fungsi Melanjutkan reaksi dari RE-201

Jenis Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) Bahan Konstruksi SA 167 Grade 11 type 316

Kapasitas 2,864 m3

Dimensi OD 1,543 M

Htotal 2,402 M

Tebal shell 0,375 In

Tebal head 0,28 In

Tebal Jacket 0,375 M

Jenis Impeller Six flat blade turbin

Jumlah Impeller 1 Buah

Power 3,15 hp

(38)

20. Pompa Proses (PP-202)

Alat

Pompa

Fungsi

Mengalirkan produk Re-202 menuju ke cooler

Kapasitas 7.364.7410 kg/jam

Dimensi NPS = 1 in

Sch = 40 in

Power motor 28 hp

NPSH 1,0699 m

21. Pompa Proses (PP-103)

Tabel 5.21. Spesifikasi Pompa proses (PP-103)

Alat

Pompa

Fungsi

Mengalirkan H2SO4 dari Storage tank 102 menuju ke mixing tank 102

Kapasitas 11,381 kg/jam

Dimensi NPS = 1 in

Sch = 40 in

Power motor 0,0002 hp

(39)

[image:39.612.166.566.375.594.2]

22. Pompa Proses (PP-104)

Tabel 5.22. Spesifikasi Pompa proses (PP-104)

23. Cooler-01 (CO-301)

Tabel 5.23. Spesifikasi Cooler-01 (CO-301)

Alat Cooler

Kode CO – 301

Fungsi Mendinginkan produk bawah RE-203 dari 140oC menjadi 40oC

IPS

Sch. No. 40 OD

ID

∆P, annulus

= 2 in

= 2,380 in = 2,067 in =3,014<10 psi

IPS

Sch. No. 40 OD

ID Length

∆P, pipe

= 1,25 in

= 1,660 in = 1,380 in = 20 ft

= 0,569 < 10 psi Hairpin = 4 buah

Bahan Konstruksi Stainless Steel SA 167 Grade 11 type 316

Jumlah 1 buah

Fungsi Mengalirkan fluida dari mixing tank 2 (MT-102) menuju reaktor 1 (Re-201) dan menaikkan tekanan fluida dari 1 atm menjadi 3 atm

Tipe Pompa PDP

Kapasitas 11,5339 kg/jam Dimensi NPS = 0,125

(40)

[image:40.612.166.499.412.641.2]

24.Tangki Penyimpanan Natrium Hidroksida (ST-301)

Tabel 5.24. Spesifikasi tangki penyimpanan Natrium Hidroksida (ST-301)

Alat Tangki Penyimpanan Natrium Hidroksida

Kode ST-301

Fungsi Menyimpan Natrium Hidroksida dengan kapasitas 16.388,541 kg

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (bottom) dan atap (head) berbentuk torispherical Kapasitas 18,514 ft3

Dimensi Diameter shell (D) Tinggi shell (Hs) Tebal shell(ts) Tinggi total = 10,000 = 7,000 = 0,210 = 8,969 ft ft in ft Tekanan Desain 19,021 psi

Bahan Carbon Steel SA 203 Grade C

Jumlah 1 buah

25. Mixing Tank-03 (MT-301)

Kode MT-301

Fungsi

Tempat mencampurkan NaOH 48 % dan H2O sehingga diperoleh konsentrasi larutan NaOH keluaran MT-301 33 %. Jenis Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) Bahan Konstruksi Stainless Steel SA 203 Grade C

Kapasitas 0,0217 m3

Dimensi OD

Htotal Tebal shell Tebal head Impeller Jumlah = 12,28 = 1,8605 = 0,1875 = 0,1875 in ft in in = Disc six flat -blade open turbine

= 1 buahimpeller

Power 0,1371 hp

(41)

[image:41.612.166.520.131.369.2]

26.Pompa Proses (PP-301)

Alat Pompa Proses

Kode PP-301

Fungsi Mengalirkan NaOH dari storage NaOH menuju ke

Mixing Tank(MT-301)

Jenis Centrifugal pump,single suction, single stage Bahan Stainless Steel SA 203 Grade C

Kapasitas 0,0891 gpm

Dimensi NPS

Sch = 1

= 40

in

NPSH (Required) 0,0205 m

Jumlah 2 buah (1 cadangan)

27.Pompa Proses (PP-302)

Alat Pompa Proses

Kode PP-301

Fungsi Mengalirkan keluaran Mixing Tank(MT-201) menuju Netralizer(NE-301)

Dimensi NPS

Sch

= 0,125

= 40

In

[image:41.612.168.520.444.683.2]

(42)

28. Netralizer (NE-301)

Tabel 5.28. Spesifikasi Netralizer (NE-301)

Fungsi Tempat menetralisir H2SO4keluaran bawah RE-202 dengan NaOH

Kode Alat NE-301

Tipe Tangki berpengaduk

Dimensi Tinggi Vessel = 53,3680 in

Ids = 37,2836 in

Tebal shell = 5/16 in Tipe Head = Torispherical Tebal head = 3/16 in

Tipe pengaduk = Disc six flat-blade open turbine

Jumlah pengaduk 1 buah Kapasitas 39,3089 ft3

Power motor 1 hp

29. Pompa Proses (PP-303)

Alat Pompa Proses

Kode PP-303

Fungsi Mengalirkan keluaran dari Netralizer(NE-301) menuju ke Decanter(DE-301)

Jenis Centrifugal pump,single suction, single stage Bahan Stainless steel SA 167 Grade 11 type 316 Kapasitas 31,916 gpm

Dimensi NPS

Sch = 1 = 40

in in Power motor 12,403 hp

(43)

30. Decanter(DE-301)

Tabel 5.30. Spesifikasi Decanter(DE-301)

Alat Decanter

Kode DE-301

Fungsi Memisahkan fase organik dan fase anorganik yang keluar dari Netralizer (NE-301) dengan prinsip perbedaan densitas dengan laju umpan 7.387,503 kg/jam.

Tekanan desain 1,458 atm Temperatur operasi 43,151oC

Bahan konstruksi Stainless steel SA 167 Grade 11 type 316

Dimensi Diameter

Tebal shell Tebal head

= 1 m = 0,3125 in = 0,3125 in Waktu tinggal cairan 19,820 menit

Jumlah 1 buah

[image:43.612.165.508.133.347.2]

31.Pompa Proses (PP-305)

Alat Pompa Proses

Kode PP-303

Fungsi Mengalirkan keluaran dari Decanter(DE-301) menuju ke UPL

Jenis Centrifugal pump,single suction, single stage Bahan Stainless steel SA 167 Grade 11 type 316

Kapasitas 1,73 gpm

Dimensi NPS

Sch

= 0,25 = 40

in in Power motor 0,3726 hp

(44)

[image:44.612.166.564.419.652.2]

32. Pompa Proses (PP-304)

Alat

Pompa

Fungsi

Mengalirkan keluaran dari Decanter (DE-301) menuju ke Heater(HE-302)

Jenis Centrifugal pump, single suction, single stage

Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic) AISI tipe 316

Dimensi NPS = 1 in

Sch= 40 in

NPSH 0,68 m

33. Heater-04 (HE-301)

Alat Heater

Kode HE – 301

Fungsi Menaikan temperatur keluaran dekanter (DE-301) dari 316,301 K menjadi 396,972 K.

IPS

Sch. No. 40 OD

ID

∆P, annulus

= 4 in

= 4,50 in = 4,026 in = 0,5 < 1 psi

IPS

Sch. No. 40 OD

ID Length

∆P, pipe

= 3 in

= 3,50 in = 3,068 in = 20 ft

= 0,2014 < 10 psi

Hairpin = 3 buah Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-203 Grade C

(45)

[image:45.612.165.530.129.334.2]

34. Menara Destilasi (DC-301)

Tabel 5.34. Spesifikasi Menara Destilasi (DC-301)

Alat Menara Destilasi

Kode DC-301

Fungsi Memisahkan komponen yang keluar dari atas DE-301 atas dasar perbedaan tidik didih

Jenis Plate tower (sieve tray) Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-203 GradeC Dimensi D kolom : 1 m

Tinggi : 15,196 m Tebal shell : 0,1875 in Tebal head : 0,1875 in Jenis tray : sieve tray Diamater hole : 0,005 m

Jumlah 1 buah

35.Condensor (CD-301)

Tabel 5.35. Spesifikasi Condensor (CD-301)

Alat Condensorr-01

Kode CD – 301

Fungsi Mengkondensasikan produk atas distillasi (DC-301)

Dimensi pipa Annulus:

IPS = 4 in

Sch. No. 40

OD = 4,5 in

ID = 4,026 in

Inner pipe:

IPS = 3 in

Sch. No. 40

OD = 3,5 in

ID = 3,068 in

Jumlah hairpin = 20 buah Panjang 1 pipa = 20 ft

∆P, annulus = 0.0203 psi

∆P, inner pipe = 8,8431 psi Bahan konstruksi Carbon Steel SA 203 Grade C

[image:45.612.165.542.409.675.2]

(46)

36. Accumulator (AC-301)

Tabel 5.36. Spesifikasi Accumulator (AC-301)

Alat Accumulator

Kode ACC-301

Fungsi Menyimpan keluaran kondensor dengan kapasitas 122,6789 kg

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar dan atap (head)berbentuk torispherical.

Kapasitas 6,0476 ft3

Dimensi Diameter shell (D) = 1,3854 ft Tinggi shell (Hs) = 2,50 ft Tebal shell(ts) = 0,3125 in Tinggi total = 4,8169 ft Tekanan Desain 22,044 psi

Bahan Stainless Steel SA 203 Grade C

37.Reboiler(RB-301)

Tabel 5.33. Spesifikasi Reboiler (RB-301)

Alat Reboiler-01

Kode RB – 301

Fungsi Memanaskan kembali dan menguapkan sebagian produk bawah DC–301 untuk dikembalikan lagi ke dalam menara distilasi.

Bentuk Shell and Tube Heat Exchanger

ΔtLMTD 156,240oF

Luas, A 298,3760 ft2

Dimensi pipa Shell:

ID = 8 in

B = 12 in

Lewatan = 1 N+1 = 20

∆Ps = diabaikan

Tube: Jumlah Panjang BWG OD ID Pitch Lewatan ∆Pt = 76 = 20 ft = 16 = 0,75 in = 0,62 in

=15/16 in triangular = 4

= 0,8710 psi Clean Overall

Coefficient, Uc

250 btu/jam ft2.oF

Design Overall Coefficient, UD

119,4711 btu/jam ft2.oF

Dirt Factor, Rd 0,004 hr ft2 oF/ Btu

Bahan konstruksi Carbon Steel SA 203 Grade C

(47)

38.Pompa Proses (PP-306)

Alat Pompa Proses

Kode PP-306

Fungsi Mengalirkan keluaran bawah dari Reboiler (RB-301) menuju ke Cooler(CO-302) Jenis Centrifugal pump,single suction, single stage Bahan Stainless Steel SA 203 Grade C

Dimensi NPS Sch = 1 = 40 in in Power motor 6,634 hp

39.Cooler-02 (CO-302)

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

Alat Cooler-302

Kode CO – 302

Fungsi Mendinginkan keluaran reboiler (RB-301) dari 150 o

C menjadi 40oC

Bentuk Shell and Tube Heat Exchanger

Dimensi pipa Shell (keluaran reboiler) Tube (air) ID : 12 in

Passes : 1

ΔPs : 1,2 psi (Max : 10 psi)

Number : 86 Length : 12 ft OD : 0,75 in BWG : 12

Pitch : 15/16 in triangular

passes : 4

ΔPt : 0,38 psi

(Max :10 psi)

Δt : 80,002o F

(48)

40. Tangki Penyimpanan Dimethyl Phthalate(ST-303)

Tabel 5.40. Spesifikasi tangki penyimpanan Dimethyl Phthalate(ST-302) Alat Tangki Penyimpanan Dimethyl Phthalate

Kode ST-302

Fungsi Menyimpan Dimethyll Phthalatedengan kapasitas 1.166.675,984 Kg

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) dan atap (head) berbentuk torispherical Kapasitas 1.584,988 m3

Dimensi Diameter shell (D) Tinggi shell (Hs) Tebal shell(ts) Tinggi atap Tebal head Tinggi total = 40 = 40 = 0,69 = 7,117 =1,125 = 47,117 ft ft in ft in ft Tekanan Desain 32,225 psi

Bahan Carbon Steel SA-203 Grade C

Jumlah 1 buah

[image:48.612.167.506.132.348.2]

41.Pompa Proses (PP-307)

Alat Pompa Proses

Kode PP-307

Fungsi Mengalirkan produk Dimetyl Phthalate dari tangki penyimpanan menuju gudang penyimpanan

Kapasitas 6.944,444 kg

Dimensi NPS Sch = 1 = 40 in in Power motor 32 hp

(49)

B. Peralatan Utilitas

Peralatan utilitas terdiri dari:

1. Pompa (PU-01)

Tabel 5.42. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-01)

Alat Pompa

Kode PU – 01

Fungsi Memompa air sungai ke Bak Sedimentasi (BS – 01) Jenis Centrifugal pump,single suction, single stage Bahan Konstruksi Carbon steel SA 283

Kapasitas 33,033 m3/jam Efisiensi Pompa 67 %

Dimensi NPS = 2,5 in

Sch = 40 in

Panjang pipa lurus (Le) : 500 m Jumlah globe valve : 1 unit Standar elbow90o : 3 unit Jumlah gate valve : 2 unit Beda ketinggian : 7 m Power motor 34 hp

NPSH 3,429 m

2. Bak Sedimentasi (BS-101)

Tabel 5.43. Spesifikasi Bak Sedimentasi (BS–101)

Alat Bak Sedimentasi

Kode BS-101

Fungsi Mengendapkan lumpur dan kotoran air sungai dengan waktu tinggal 1,5 jam

Bentuk Bak rectangular Kapasitas 270,5702 m3

Dimensi Panjang = 14,8971 m Lebar = 3,7243 m Kedalaman = 4,8768 m

(50)

3. Pompa (PU-02)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-02

Fungsi Memompa air keluaran dari bak

sedimentasi menuju ke bak penggumpal Jenis Centrifugal pump, single-suction, single

stage

Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-283 GradeC

Dimensi NPS = 2 in

Sch = 40 in

Panjang pipa lurus (L): 10 m Jumlah globe valve : 1 unit Standar elbow90o : 3 unit Jumlah gate valve : 2 unit Beda ketinggian : 1 m

Power 1,5 hp

NPSH 9,327 m

[image:50.612.184.517.432.712.2]

4. Tangki Penyimpanan Alum (TP-101) Tabel 5.45. Spesifikasi Tangki Alum (TP-101)

Alat Tangki Alum

Kode TP-101

Fungsi Menyiapkan dan menyimpan larutan alum konsentrasi 26% volum selama 7 hari untuk diinjeksikan ke dalam bak penggumpal.

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) dan atap (head)berbentuk conical

Kapasitas 2,3953 m3

Dimensi Diameter shell (D) 1,3649 m Tinggi shell (Hs) 1,6378 m Tebal shell(ts) 0,1875 in

Tinggi atap 0,1479 m

Jumlah courses 2 Buah Tutup atas Bentuk conical

Tekanan desain 18,0991 psi

Tebal head 0,2500 in

Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C

(51)

5. Tangki Penyimpanan Kaporit (TP-102) Tabel 5.46. Spesifikasi Tangki Kaporit (TP-102)

Alat Tangki Kaporit

Kode TP-102

Fungsi Menyiapkan dan menyimpan larutan Kaporit konsentrasi 30% volum selama 7 hari untuk diinjeksikan ke dalam bak penggumpal.

Dimensi Diameter shell (D) 4,5720 M Tinggi shell (Hs) 2,4384 M Tebal shell(ts) 0,1875 In

Tinggi atap 1,4380 M

Tebal Head 0,2857 In

Jumlah courses 2 Buah Tutup atas Bentuk conical

Power motor 1 hp

Jumlah 1 Buah

6. Tangki Penyimpanan NaOH (TP-103)

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

Alat Tangki soda kaustik

Kode TP-103

Fungsi

Tempat penyimpanan soda kaustik untuk diinjeksikan ke bak penggumpal dan anion exchanger

Kapasitas 6,772 m3

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) dan atap (head)berbentuk torrispherical

Dimensi Diameter shell (D) 2,1844 M

Tinggi shell (Hs) 2,184 M

Tipe head Torrispherical Dished Head Tipe pengaduk Impeller

(52)

7. Bak Penggumpal (BP-101)

Tabel 5.48. Spesifikasi Bak Penggumpal (BP–101)

Alat Bak Penggumpal

Kode BP-101

Fungsi Menggumpalkan kotoran yang tidak mengendap di bak penampungan awal dengan menambahkan alum Al2(SO4)3, soda kaustik dan kaporit.

Bentuk Silinder Vertikal Kapasitas 270,5702 m3

Dimensi Diameter = 7,2365 m Tinggi = 7,2365 m Pengaduk Marine Propeller

Diameter pengaduk = 2,4122 m Power = 15 hp

Jumlah 1 buah

8. Pompa (PU-03)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-03

Fungsi Memompa air keluaran bak penggumpal menuju ke clarifier(CL-01)

Jenis Centrifugal pump, single-suction, single stage

Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-283 GradeC Kapasitas 1.310,4016 gal/min

Dimensi NPS = 2 in

Sch = 40 in

Panjang pipa lurus (L): 10 m Jumlah globe valve : 1 unit Standar elbow90o : 5 unit Jumlah gate valve : 2 unit Beda ketinggian : 1 m

Power 1,5 hp

NPSH 9,327 m

(53)

9. Clarifier (CL-101)

Tabel 5.50. Spesifikasi Clarifier (CL–101)

Alat Clarifier

Kode CL – 101

Fungsi Mengendapkan gumpalan-gumpalan

kotoran dari bak penggumpal

Bentuk Bak berbentuk kerucut terpancung

Dimensi Tinggi = 3,0480 m

Diameter atas = 15,2206 m

Diameter bawah = 9,2845 m

Jumlah 1 buah

10. Pompa (PU-04)

Alat Pompa Utilitas

Kode PU-04

Fungsi Memompa air keluaran CL-01 ke sand filter (SF-01)

Jenis Centrifugal pump, single-suction, single stage

Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-283 GradeC

Kapasitas 297,6133 gal/min

Dimensi NPS = 2 in

Sch = 40 in

Panjang pipa lurus (L): 10 m Jumlah globe valve : 1 unit Standar elbow90o : 6 unit Jumlahgate valve : 2 unit Beda ketinggian : 1 m

Power 0,5 hp

NPSH 4,5889 m

(54)

11. Sand Filter(SF-101)

Tabel 5.52. Spesifikasi Sand Filter(SF-101)

Alat Sand Filter

Kode SF-101

Fungsi Menyaring kotoran-kotoran yang terbawa air Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan headberbentuk

torispericalden media penyaring pasir dan kerikil.

Kapasitas 270,5575 m3/jam

Dimensi Diameter 18,034 m

Tinggi 4,8768 m

Tebal Shell (ts) 1,125 in Tebal head (th) 1,125 in

Tekanan Desain 25,9472 psi

Waktu Backwash

0,6949 menit

Jumlah 2 Buah (1 cadangan)

[image:54.612.182.522.132.344.2]

12. Pompa (PU-05)

Alat Pompa

Kode PU – 05

Fungsi Memompa air keluaran SF-01 ke tangki air filter (TP-04)

Jenis Centrifugal pump,single suction, single stage Bahan Konstruksi Carbon Steel SA 283Grade C

Dimensi NPS = 2 in

Sch = 40 in Power motor 1 hp

NPSH 4,5885 m

(55)

13. Tangki Penyimpanan Air Filter (TP-104)

Tabel 5.54. Spesifikasi Filtered Water Tank(TP-104)

Alat Filtered Water Tank

Kode TP-104

Fungsi Menampung air keluaran sand filtersebanyak 324,6203 m3/jam

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat

bottom) dan atap (head) berbentuk conical Kapasitas 324,6203 m3

Dimensi Diameter shell (D) 3,0480 m

Tinggi shell (Hs) 1,5240 m Tebal shell (ts) 0,2500 in

Tebal lantai 0,1875 in

Tutup atas Bentuk conical Tekanan desain 16,6995 psi Tebal head 0,25 in

Jumlah 1 Buah

[image:55.612.184.492.134.410.2]

14. Pompa (PU-06)

Alat Pompa

Kode PU – 06

Fungsi Memompa air dari tangki airfilter ke Cold Basin (CB-01) dan Domestic Water and Hydrant Jenis Centrifugal pump,single suction, single stage Bahan Konstruksi Carbon Steel SA 283Grade C

Dimensi NPS = ½ in

Sch = 40 in Power motor 0,5 hp

NPSH 0,1034 m

(56)

15.Pompa (PU-07)

Alat Pompa

Kode PU – 07

Fungsi Memompa air dari tangki airfilter ke cation exchanger

Dimensi NPS = ½ in

NPSH 0,0575 m

16.Hot Basin (HB-101)

Tabel 5.57. Spesifikasi Hot Basin(HB–101)

Alat Hot Basin

Kode Hhb-101

Fungsi Manampung air yang akan didinginkan di cooling tower.

Bentuk Bak rectangular

Dimensi Panjang 21,8347 m

Lebar 5,4587 m

Kedalaman 2,4384 m

(57)

[image:57.612.185.550.370.576.2]

17.Pompa (PU-08)

Alat Pompa

Kode PU – 08

Fungsi Memompa air dari hot basinmenuju cooling tower

Dimensi NPS = 6 in

NPSH 4,8312 m

18.Tangki Inhibitor (TP-201)

Tabel 5.59. Spesifikasi Tangki Inhibitor (TP-201)

Alat Tangki Inhibitor

Kode TP-201

Fungsi Tempat penyimpanan inhibitor untuk diinjeksikan ke cooling tower

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) dan atap (head)berbentuk torrispherical

Dimensi Diameter shell (D) 48 in

Tinggi shell (Hs) 56 in

Tebal shell(ts) 0,1875 in Tinggi head 1,3185 in Tipe head Torrispherical Dished Head

Tebal head 0,50 in

Tipe pengaduk Six Blade Flat Turbine

(58)

[image:58.612.179.545.124.372.2]

19.Tangki Dispersant (TP-202)

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

Kode TP-202

Fungsi Tempat penyimpanan dispersant untuk diinjeksikan ke cooling tower

Bentuk

Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) dan atap (head)berbentuk torrispherical

Dimensi Diameter shell (D) 108 in

Tinggi shell (Hs) 84 in

Tebal shell(ts) 0,1875 in Tinggi head 6,8250 in Tipe head Torrispherical Dished Head

Tebal head 0,3125 in

Tipe pengaduk Six Blade Flat Turbine Jumlah pengaduk 1 buah

Power Motor 7,5 hP

20.Cooling Tower(CT-101)

Tabel 5.61. Spesifikasi Cooling Tower(CT-101)

Alat Cooling Tower

Kode CT-101

Fungsi

Mendinginkan air pendingin yang telah digunakan

oleh peralatan proses dengan menggunakan media

pendingin udara dan mengolah dari temperatur

45oC menjadi 30oC

Tipe Inducted Draft Cooling Tower

Lebar 4,8760 m

Tinggi 6,1000 m

Tenaga motor Daya fan / efisiensi motor

25,00 hp

Bahan

Konstruksi Beton

[image:58.612.184.508.444.709.2]

(59)

[image:59.612.186.464.370.523.2]

21.Pompa (PU-09)

Alat Pompa

Kode PU – 09

Fungsi Memompa air dari cooling tower menuju cold basin

Dimensi NPS = 6 in

NPSH 4,8132 m

22.Cold Basin(CB-101)

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

Kode CB-101

Fungsi

Menampung air keluaran dari cooling tower dan

make up water dari filtered water tank. Bentuk Bak rectangular

Lebar 5,4587 m

Kedalaman 2,4384 m

(60)

23.Pompa (PU-10)

Alat Pompa

Kode PU – 10

Fungsi Memompa air dari cold basinmenuju peralatan yang membutuhkan cooling water

Dimensi NPS = 6 in

NPSH 4,8132 m

24. Tangki Air Kondensat (TP-301)

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

Alat Tangki Air Kondensat

Kode TP-301

Fungsi Tempat penyimpanan air kondensat

Kapasitas 4,3590 m3

Dimensi Diameter shell (D) 2,1336 m Tinggi shell (Hs) 1,2192 m Tebal shell(ts) 0,2500 in

Tebal lantai 0,1875 in

Tutup atas Bentuk conical

(61)

[image:61.612.185.548.371.655.2]

25.Pompa (PU-11)

Alat Pompa

Kode PU –11

Fungsi Memompa air dari tangki penyimpanan kondensat menuju kation exchanger

Dimensi NPS = 1 ½ in

NPSH 0,2609 m

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

Alat Tangki Asam Sulfat

Kode TP-302

Fungsi Menyiapkan dan menyimpan larutan asam sulfat 4% volum selama 4 hari ( 12 regenerasi) sebagai regeneran resin penukar kation dan injeksi ke cooling tower.

Kapasitas 0,0890 m3

Dimensi Diameter shell (D)

0,6096 m

(62)

27.Cation Exchanger(CE-101)

Tabel 5.68. Spesifikasi Cation Exchanger(CE-101)

Alat Cation Exchanger

Kode CE-101

Fungsi

Menghilangkan ion-ion positif yang terlarut dan

menghilangkan kesadahan air

Bentuk

Silinder tegak (vertikal) dengan head berbentuk torisperical.

Dimensi Diameter shell (D) 0,1778 m Tinggi shell (Hs) 0,9142 m Tebal shell(ts) 0,1875 in Tebal head(th) 0,1875 in

Tekanan Desain 16,6461 Psi

Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C AISI tipe 316

Jumlah 2 Buah (1 cadangan)

29.Pompa (PU-12)

Alat Pompa

Kode PU – 12

Fungsi Memompa air dari kationexchangermenuju anion exchanger

Dimensi NPS = ½ in

NPSH 0,0575 m

(63)

30. Anion Exchanger(AE-101)

Tabel 5.70. Spesifikasi Anion Exchanger(AE – 101)

Alat _{Anion Exchanger}

Kode AE-101

Fungsi Menghilangkan ion-ion negatif yang terlarut dan menghilangkan kesadahan air

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan headberbentuk torisperical.

Kapasitas _{0,3796 m}3

/jam Dimensi _Diameter_shell_(D) 0,1778 _m

Tinggi shell (Hs) 0,5685 m Tebal shell(ts) 0,1875 in Tebal head(th) 0,1875 in

Tekanan Desain _{16,4822 psi}

Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C AISI tipe 316

Jumlah _{2 Buah (1 cadangan)}

31.Pompa (PU-13)

Alat Pompa

Kode PU –13

Fungsi Memompa air dari tangki penyimpanan air proses menuju air proses

Dimensi NPS = 1 ½ in

NPSH 0,2746 m

(64)

32.Tangki Air Proses (TP-303)

Tabel 5.72. Spesifikasi Tangki Air Proses

Alat Tangki Air Proses

Fungsi Menampung air proses keluaran dari anion exchanger

pada suhu 30oC dan pada tekanan atmosferik selama 1 shift (8 jam)

Kapasitas 0,7081 m3

Dimensi Diameter shell (D) 0,6096 m

Jumlah 1 Buah

[image:64.612.184.536.132.383.2]

33.Pompa (PU-14)

Alat Pompa

Kode PU – 13

Fungsi Memompa air dari demineralisasi menuju tangki air proses

Jenis Centrifugal pump,single suction, single stage Bahan Konstruksi Carbon SteelSA 283Grade C

Dimensi NPS = 1/8 in

NPSH 0,0193 m

(65)

[image:65.612.180.515.123.355.2]

34.Tangki Hidrazin (TP-401)

Tabel 5.74. Spesifikasi Tangki Hidrazin (TP-401)

Alat Tangki Hidrazin

Kode TH-401

Fungsi Menyiapkan dan menyimpan hidrazin untuk diinjeksikan ke deaerator

Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) dan headberbentuk torrispherical

Dimensi Diameter shell (D) 13,000 m

Tinggi shell (Hs) 15,583 m

Tebal shell(ts) 0,3125 in

Tebal head(th) 0,3750 in