PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN POLIBISFENOL-A KARBONAT DARI
BISFENOL-A DAN FOSGEN DENGAN KATALIS PIRIDIN
DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 30.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh
RINALDRY SIRAIT
NIM : 080405036
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
LEMBAR PENGESAHAN PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN POLIBISFENOL-A KARBONAT
DARI BISFENOL-A DAN FOSGEN DENGAN KATALIS PIRIDIN DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 30.000 TON/TAHUN
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh :
RINALDRY SIRAIT NIM : 080405036
Telah Diperiksa/Disetujui
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Ir. Bambang Trisakti, MT M. Hendra S. Ginting, ST, MT
NIP. 19660925 199103 1 003 NIP. 19700919 199003 1 001
Dosen Penguji I Dosen Penguji II Dosen Penguji III
Ir. Bambang Trisakti, MT Dr. Ir. Taslim, M.Si Ir. Syahrul Fauzi Siregar, MT
NIP. 19660925 199103 1 003 NIP. 19650101 199003 1 002 NIP.19530525 198503 1 001
Mengetahui,
Koordinator Tugas Akhir
Ir. Renita Manurung, MT
NIP. 19681214 199702 2 002
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
I N T I S A R I
Salah satu sektor industri yang berkembang cukup pesat saat ini yaitu industri polimer yang memproduksi polibisfenol-a karbonat atau yang lebih sering disebut sebagai polikarbonat saja. Akan tetapi, hingga saat ini Indonesia masih mengandalkan produk impor untuk mencukupi kebutuhan domestik dalam konsumsi polikarbonat tersebut. Hal ini dikarenakan sampai sekarang hanya ada satu pabrik polikarbonat di dalam negeri yaitu PT Sugison Senada yang berkapasitas 13.000 ton per tahun.
Dengan minimnya produksi polikarbonat domestik mengakibatkan berbagai aplikasi produk turunan polikarbonat diimpor dari Asia Timur seperti Cina dan Jepang dengan harga beli yang masih tergolong mahal. Dan mengingat di Indonesia telah ada pabrik yang memproduksi bahan baku untuk pembuatan polikarbonat ini sehingga hal ini mendorong untuk dibuatnya suatu pra rancangan pabrik pembuatan polikarbonat dengan tujuan mencukupi kebutuhan polikarbonat dalam negeri.
Polikarbonat diproduksi 30.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1 tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kawasan Industri Medan, Medan Labuhan Sumatera Utara dengan luas areal 12.603 m2, tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 150 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang direktur dengan struktur organisasi sistem garis dan staf.
Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Polikarbonat ini adalah sebagai berikut :
Total Modal Investasi : Rp. 949.680.377.739,- Total Biaya Produksi : Rp. 2.676.019.176.921,- Hasil Penjualan : Rp. 2.940.287.815.966,- Laba Bersih : Rp. 184.118.107.095,-
Profit Margin (PM) : 8,94 %
Break Even Point (BEP) : 40,70 %
Return on Investment (ROI) : 19,38 %
Pay Out Time (POT) : 5,16 tahun
Return on Network (RON) : 32,31 %
Internal Rate of Return (IRR) : 24,18
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur hanyalah milik Tuhan Yang Maha Kuasa yang atas rahmat
dan bimbingan-Nya, setiap hari menjadi anugerah terindah dalam hidup ini.
Demikianlah juga atas rahmat-σya tugas akhir dengan judul “ υra Rancangan Pabrik Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat dari Bisfenol-a dan Fosgen dengan Katalis υiridin dengan Kapasitas υroduksi 30.000 ton/tahun” dapat terselesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan merupakan salah
satu syarat untuk mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Rasa terima kasih dan hormat penulis ucapkan kepada kedua orang tua
penulis, P. Sirait dan L. Manurung yang selalu mendukung penulis dalam
melaksanakan studi dan dalam proses pengerjaan tugas akhir ini.
Rasa terima kasih penulis juga kepada kedua dosen pembimbing penulis,
Bapak Ir. Bambang Trisakti, MT dan Bapak M. Hendra S. Ginting, ST, MT yang
senantiasa membimbing penulis dalam mengerjakan tugas akhir ini.
Selain itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si, Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT, Sekretaris Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.
3. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, Koordinator Tugas Akhir, Departemen Teknik
Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Dr. Ir. Taslim, M.Si sebagai dosen penguji I, dan Bapak Ir. Syahrul Fauzi
Siregar, MT sebagai dosen penguji II, atas kritik dan saran yang sangat baik
untuk perbaikan Tugas Akhir ini.
5. Bapak dan Ibu dosen Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara.
6. Ibu Dr. Ir. Iriany M.Si sebagai Dosen Pembimbing saat Penelitian, Kepala
Laboratorium Operasi Teknik Kimia, dan juga atas saran yang sangat membantu
7. Pak Sutiono, Pak Darsono, Kak Sri, Bu Deli, dan semua pegawai Departemen
Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
8. Loisa Lorensia Sinaga atas kerjasamanya yang sangat baik dalam penulisan tugas
akhir ini.
9. Kakaku Rini Elsinar Efliade Sirait, S.Pd, dan Adik-adikku Ady Ansyari Sirait,
dan Agungg Prayitno Sirait.
10.Lae ku Eric Wirtanto atas bantuan dan dukungannya, Agavi, Erika, Edward,
Kartini, Tagora, Rudi, Melisa, Melvha, Satriyani, Hendry, Irza, Martha, Nanta,
Kris, Bella, Frendis, Lilies, Dewi, Sri, Eka dan semua teman-teman stambuk
2008 atas bantuan dan semangatnya.
11.Kak Cory, Kak Rina dan semua abang / kakak kandung angkatan 2005 atas
dukungannya.
12.Asisten-asisten Laboratorium Operasi Teknik Kimia, Kak Voni, Bg Frejer, Bg
Suden, Mamet, Dewi, Edu, Toni, Andy, Amran.
13.Elmer, Weni, Vero, Sulastri, Elisabeth, Torasman, Martin, Arya, Dedi, Pontius,
Claudya, Christianto, Fitri, Nora, Heni, Raja, dan semua junior di Teknik Kimia
USU.
14.Guru-guru ku di SD N. 173655 Lumban Rang, SMP N. 1 Lumbanjulu, dan di
SMA St. Thomas 3 Medan.
Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi setiap pembacanya dan membawa
perkembangan ilmu pengetahuan teknik kimia ke depannya. Saya menyadari masih
terdapat kekurangan dalam Tugas Akhir ini, segala kritik dan saran yang bersifat
membangun saya terima dengan lapang dada untuk perbaikan selanjutnya. Terima
kasih.
Medan, 2012
Penulis,
Rinaldry Sirait
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... i
INTISARI ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii BAB I PENDAHULUAN ... I-1
1.1 Latar Belakang ... I-1
1.2 Perumusan Masalah ... I-5
1.3 Tujuan Pra Rancangan ... I-6
1.4 Manfaat Pra Rancangan ... I-6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1
2.1 Tinjauan Umum Polimer ... II-1
2.2 Proses Polimerisasi Secara Umum ... II-1
2.2.1 Polimerisasi Kondensasi (Step Polymerization) ... II-3
2.2.2 Polimerisasi Adisi (Chain Polymerization) ... II-4
2.3 Polibisfenol-a Karbonat ... II-12
2.4 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk ... II-17
2.4.1 Sifat-Sifat Bahan Baku ... II-17
2.4.2 Sifat-Sifat Produk ... II-18
2.5 Teknologi Proses Polimerisasi Bisfenol-a dan Fosgen
Menjadi Polikarbonat ... II-20
2.5.1 Macam-Macam Proses Pembuatan Polibisfenol-a
Karbonat ... II-17
2.5.2 Perbandingan Proses Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat ... II-17
2.6 Deskripsi Proses Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat ... II-20
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1
6.1 Instrumentasi ... VI-1
6.2 Keselamatan dan Kesehatan Kerja ... VI-7
6.3 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Polibisfenol-a
Karbonat ... VI-8
6.3.1 Pencegahan terhadap Kebakaran dan Peledakan ... VI-8
6.3.2 Peralatan Perlindungan Diri ... VI-9
6.3.3 Keselamatan Kerja terhadap Listrik ... VI-10
6.3.4 Pencegahan terhadap Gangguan Kesehatan ... VI-10
6.3.5 Pencegahan terhadap Bahaya Mekanis ... VI-10
6.4 Lembar Data Keselamatan Bahan ... VI-7
6.4.1 Bisfenol-a ... VI-8
6.4.2 NaOH ... VI-8
6.4.3 Garam Bisfenol ... VI-8
6.4.4 Fosgen ... VI-8
6.4.5 Metilen Klorida ... VI-8
6.4.6 Piridin ... VI-8
6.4.7 Polibisfenol-a Karbonat ... VI-8
6.4.8 NaCl ... VI-8
BAB VII UTILITAS ... VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (Steam) ... VII-1
7.2 Kebutuhan Air ... VII-1
7.3 Kebutuhan Air Pendingin ... VII-1
7.4 Kebutuhan Bahan Kimia ... VII-1
7.5 Kebutuhan Listrik ... VII-1
7.6 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-1
7.7 Kebutuhan Udara Panas ... VII-1
7.8 Unit Pengolahan Limbah Gas ... VII-10
7.9 Unit Pengolahan Limbah Cair ... VII-10
7.10 Spesifikasi Peralatan Utilitas ... VII-19
7.11 Spesifikasi Peralatan Pengolahan Limbah Cair ... VII-19
7.13 Spesifikasi Peralatan Unit Pembangkit Udara Panas ... VII-19
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1
8.1 Lokasi Pabrik ... VIII-1
8.2 Tata Letak Pabrik ... VIII-3
8.3 Perincian Luas Tanah ... VIII-4
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN... IX-1
9.1 Pengertian Organisasi dan Manajemen ... IX-1
9.2 Bentuk Struktur Organisasi ... IX-4
9.2.1 Bentuk Organisasi Garis ... IX-6
9.2.2 Bentuk Organisasi Fungsionil ... IX-6
9.2.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ... IX-6
9.2.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf ... IX-6
9.3 Bentuk Badan Usaha ... IX-4
9.4 Uraian Tugas, Wewenang, dan Tanggung Jawab ... IX-9
9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ... IX-9
9.4.2 Dewan Komisaris ... IX-9
9.4.3 Direktur ... IX-9
9.4.4 Staf Ahli ... IX-10
9.4.5 Sekretaris ... IX-10
9.4.6 Manager Produksi ... IX-10
9.4.7 Manager Teknik ... IX-10
9.4.8 Manager Umum dan Keuangan ... IX-11
9.4.9 Manager Pembelian dan Pemasaran ... IX-7
9.5 Tenaga Kerja dan Jam Kerja ... IX-8
9.5.1 Jumlah dan Tingkat Pendidikan Tenaga Kerja ... IX-6
9.5.2 Sistem Penggajian ... IX-6
9.5.3 Pengaturan Jam Kerja ... IX-6
9.6 Tata Tertib ... IX-10
9.7 JAMSOSTEK dan Fasilitas Tenaga Kerja ... IX-14
BAB X ANALISIS EKONOMI ... X-1
10.1 Modal Investasi ... X-1
10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC) ... X-3
10.1.3 Biaya Tetap (Fixed Cost) ... X-4
10.1.4 Biaya Variabel (Variabel Cost) ... X-5
10.2 Total Penjualan (Total Sales) ... X-5
10.3 Bonus Perusahaan ... X-5
10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ... X-5
10.5 Analisa Aspek Ekonomi ... X-6
10.5.1 Profit Margin (PM) ... X-6
10.5.2 Break Even Point (BEP) ... X-6
10.5.3 Return on Investment (ROI) ... X-7
10.5.4 Pay Out Time (POT) ... X-7
10.5.5 Return on Network (RON) ... X-8
10.5.6 Internal Rate of Return (IRR) ... X-8
BAB XI KESIMPULAN DAN SARAN ... XI-1
11.1 Kesimpulan ... XI-1
11.2 SARAN ... XI-1
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tahap Pembentukan Polikarbonat BPA melalui Sintesis
Interfacial ... II-20
Gambar 2.2 Sintetis Melt BPAPC secara Umum ... II-20
Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Pembuatan LLDPE dengan skala 1:1100 ... VIII-6
Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik
Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat ... IX-6
Gambar LC.1 Dekanter Graviti I ... LC-2
Gambar LC.2 Dekanter Graviti II ... LC-57
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Impor Polibisfenol-a Karbonat Indonesia Tahun 2007-2011 .... I-2
Tabel 2.1 Perbedaan Antara Mekanisme Polimerisasi Kondensasi
Dengan Polimerisasi Adisi ... II-5
Tabel 2.2 Contoh Polimer Alam ... II-9
Tabel 2.3 Contoh Polimer Sintetik ... II-10
Tabel 2.4 Perbandingan Proses Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat ... II-15
Tabel 3.1 Neraca Massa Reaktor Deprotonasi (R-101) ... III-1
Tabel 3.2 Neraca Massa Mixing Point I (M-101) ... III-1
Tabel 3.3 Neraca Massa Mixing Point II (M-102) ... III-1
Tabel 3.4 Neraca Massa Mixing Point III (M-103) ... III-1
Tabel 3.5 Neraca Massa Reaktor Polimerisasi (R-102) ... III-2
Tabel 3.6 Neraca Massa Dekanter I (FL-101)... III-2
Tabel 3.7 Neraca Massa Splitter (SP-101) ... III-3
Tabel 3.8 Neraca Massa Dekanter II (FL-102) ... III-3
Tabel 3.9 Neraca Massa Washer (W-101) ... III-4
Tabel 3.10 Neraca Massa Flash Drum (S-101) ... III-4
Tabel 3.11 Neraca Massa Dessicant (DS-101) ... III-4
Tabel 3.12 Neraca Massa Evaporator I (FE-101) ... III-5
Tabel 3.13 Neraca Massa Evaporator II (FE-102) ... III-1
Tabel 3.14 Neraca Massa Evaporator III (FE-103) ... III-1
Tabel 3.15 Neraca Massa Rotary Dryer (DD-101) ... III-1
Tabel 4.1 Neraca Panas R-101 ... IV-1
Tabel 4.2 Neraca Panas E-101 ... IV-1
Tabel 4.3 Neraca Panas R-102 ... IV-1
Tabel 4.4 Neraca Panas W-101 ... IV-2
Tabel 4.5 Neraca Panas E-104 ... IV-2
Tabel 4.6 Neraca Panas E-103 ... IV-2
Tabel 4.7 Neraca Panas E-102 ... IV-2
Tabel 4.8 Neraca Panas FE-101 ... IV-3
Tabel 4.10 Neraca Panas FE-103 ... IV-3
Tabel 4.11 Neraca Panas E-105 ... IV-3
Tabel 6.1 Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra Rancangan
Pabrik Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat ... VI-3
Tabel 6.2 Jumlah Peralatan Pencegah Kebakaran ... VI-3
Tabel 6.3 Jumlah Peralatan Perlindungan ... VI-3
Tabel 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) ... VII-1
Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin Pabrik ... VII-2
Tabel 7.3 Pemakaian Air Untuk Kebutuhan Domestik ... VII-3
Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Deli, Daerah Kawasan Industri Medan ... VII-4
Tabel 7.5 Kebutuhan Listrik di Proses Produksi ... VII-4
Tabel 7.6 Kebutuhan Listrik di Unit Pembangkit Udara Panas ... VII-4
Tabel 7.7 Kebutuhan Listrik di Unit Utilitas... VII-4
Tabel 7.8 Kebutuhan Listrik di Unit Pengolahan Limbah Gas ... VII-4
Tabel 7.9 Kebutuhan Listrik di Unit Pengolahan Limbah Cair ... VII-4
Tabel 7.10 Kebutuhan Udara Panas Pabrik ... VII-4
Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ... VIII-5
Tabel 9.2. Informasi Acuan Untuk Memilih PT, CV, atau FIRMA ... IX-10
Tabel 9.2. Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya ... IX-10
Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ... IX-11
Tabel 9.4 Pembagian Kerja Shift Tiap Regu ... IX-11
Tabel LA.1 Data Trial Temperatur dan Komposisi Flash Drum (S-101) ... LA-5
Tabel LB.1 Nilai Konstanta a, b, c, d dan e untuk Perhitungan Cp Cairan ... LB-1
Tabel LB.2 Nilai Konstanta a, b, c, d dan e untuk Perhitungan Cp Gas ... LB-2
Tabel LB.3 Konstribusi Unsur dan Gugus untuk Estimasi Cp ... LB-2
Tabel LB.4 Konstribusi Gugus Kapasitas Panas Cairan ... LB-3
Tabel LB.5 Data Panas Laten Air ... LB-4
Tabel LB.6 Data Panas Pembentukan Standar ... LB-4
Tabel LB.7 Entalpi Rotary Dryer (kJ/kg) ... LB-5
Tabel LC.1 Komposisi Bahan Masuk ke Reaktor Deprotonasi (R-101) ... LC-29
Tabel LC.2 Komposisi Bahan Keluar ke Reaktor Deprotonasi (R-101) ... LC-33
Tabel LC.4 Komposisi bahan masuk ke Reaktor Polimerisasi (R-102)... LC-38
Tabel LC.5 Viskositas bahan Reaktor Polimerisasi (R-102) ... LC-38
Tabel LC.6 Viskositas Bahan Keluar Reaktor Polimerisasi (R-102) ... LC38
Tabel LC.7 Data Perhitungan Densitas Campuran ... LC-39
Tabel LC.8 Data Perhitungan Densitas Larutan Bawah... LC-42
Tabel LC.9 Data Perhitungan Densitas Larutan Atas ... LC-47
Tabel LC.10 Data Perhitungan Viskositas Campuran... LC-55
Tabel LC.11 Data Perhitungan Densitas Campuran ... LC-55
Tabel LC.12 Data Perhitungan Densitas Larutan Bawah... LC-58
Tabel LC.13 Data Perhitungan Densitas Larutan Atas ... LC-61
Tabel LC.14 Data Perhitungan Viskositas Campuran... LC-70
Tabel LC.15 Data Pada Washer (W-101) ... LC-75
Tabel LC.16 Viskositas Bahan Keluar Washer (W-101) ... LC-75
Tabel LC.17 Komposisi bahan masuk ke Flash Drum (S-101) ... LC-77
Tabel LC.18 Viskositas Bahan Keluar Flash Drum (S-101) ... LC-78
Tabel LC.19 Viskositas Bahan Keluar Evaporator III (FE-103)... LC-82
Tabel LE.1 Estimasi Perincian Harga Bangunan ... LE-1
Tabel LE.2 Estimasi Harga Peralatan Proses - non-Impor ... LE-3
Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses - Terangkai ... LE-5
Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas - non-Impor ... LE-6
Tabel LE.5 Estimasi Harga Peralatan Utilitas - Terangkai ... LE-6
Tabel LE.6 Estimasi Harga Peralatan Pembangkit Udara Panas - non-Impor .. LE-7
Tabel LE.7 Estimasi Harga Peralatan Pengolahan Limbah Gas – non-Impor LE-10 Tabel LE.8 Estimasi Harga Peralatan Pengolahan Limbah Gas - Terangkai . LE-14
Tabel LE.9 Harga Peralatan Pengolahan Limbah Cair – non-Impor ... LE-16 Tabel LE.10 Estimasi Harga Peralatan Pengolahan Limbah Cair - Terangkai . LE-17
Tabel LE.11 Harga Indeks Marshall dan Swift ... LE-19
Tabel LE.12 Estimasi Harga Peralatan Proses - Impor ... LE-19
Tabel LE.13 Estimasi Harga Peralatan Utilitas - Impor ... LE-19
Tabel LE.14 Estimasi Harga Peralatan Unit Pembangkit
Udara Panas - Impor... LE-19
Tabel LE.16 Estimasi Harga Pembangkit Listrik - Impor ... LE-19
Tabel LE.17 Rangkuman Total Harga Peralatan dan Jumlah Peralatan ... LE-19
Tabel LE.18 Biaya Sarana Transportasi ... LE-19
Tabel LE.19 Perincian Gaji Karyawan ... LE-19
Tabel LE.20 Perincian Biaya Kas ... LE-19
Tabel LE.21 Perincian Modal Kerja ... LE-19
Tabel LE.22 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia
No. 17 Tahun 2000 ... LE-19
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI ... LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ... LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS .... LD-1
I N T I S A R I
Salah satu sektor industri yang berkembang cukup pesat saat ini yaitu industri polimer yang memproduksi polibisfenol-a karbonat atau yang lebih sering disebut sebagai polikarbonat saja. Akan tetapi, hingga saat ini Indonesia masih mengandalkan produk impor untuk mencukupi kebutuhan domestik dalam konsumsi polikarbonat tersebut. Hal ini dikarenakan sampai sekarang hanya ada satu pabrik polikarbonat di dalam negeri yaitu PT Sugison Senada yang berkapasitas 13.000 ton per tahun.
Dengan minimnya produksi polikarbonat domestik mengakibatkan berbagai aplikasi produk turunan polikarbonat diimpor dari Asia Timur seperti Cina dan Jepang dengan harga beli yang masih tergolong mahal. Dan mengingat di Indonesia telah ada pabrik yang memproduksi bahan baku untuk pembuatan polikarbonat ini sehingga hal ini mendorong untuk dibuatnya suatu pra rancangan pabrik pembuatan polikarbonat dengan tujuan mencukupi kebutuhan polikarbonat dalam negeri.
Polikarbonat diproduksi 30.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1 tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kawasan Industri Medan, Medan Labuhan Sumatera Utara dengan luas areal 12.603 m2, tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 150 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang direktur dengan struktur organisasi sistem garis dan staf.
Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Polikarbonat ini adalah sebagai berikut :
Total Modal Investasi : Rp. 949.680.377.739,- Total Biaya Produksi : Rp. 2.676.019.176.921,- Hasil Penjualan : Rp. 2.940.287.815.966,- Laba Bersih : Rp. 184.118.107.095,-
Profit Margin (PM) : 8,94 %
Break Even Point (BEP) : 40,70 %
Return on Investment (ROI) : 19,38 %
Pay Out Time (POT) : 5,16 tahun
Return on Network (RON) : 32,31 %
Internal Rate of Return (IRR) : 24,18
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Salah satu produk plastik (polimer) yang sangat banyak digunakan dalam
kehidupan manusia sehari-hari pada saat ini dalam berbagai bentuk dan ukuran
adalah polikarbonat (polycarbonate). Polikarbonat disebut demikian karena plastik
ini terdiri dari polimer dengan gugus karbonat (-O-(C=O)-O-) dalam rantai molekuler
yang panjang. Tipe polikarbonat yang paling umum adalah bisfenol-a (BPA) yang
disebut polibisfenol-a karbonat dan sering kali jenis ini hanya disebut polikarbonat
(Rimbualan, 2010).
Keunggulan polikarbonat ini adalah merupakan polimer yang jernih, ringan,
kuat dan tahan terhadap benturan, transmisi cahaya sangat bagus, stabil dalam suhu,
tidak berubah bentuk ketika diberi beban, tidak tembus air, insulasi listrik sangat
bagus, fleksibel, tahan lama, dan dapat didaur ulang (Sari, 2008).
Polikarbonat merupakan polimer resin yang sangat penting penggunaannya
dalam kehidupan sehari-hari. Polikarbonat telah tersedia secara komersial sejak
1960-an dan aplikasinya juga berkembang hingga sekarang. Polikarbonat
menawarkan kombinasi yang tidak biasa dalam hal kekuatan, kepadatan, dan
ketangguhan sehingga dapat mencegah kegagalan material yang potensial. Polimer
ini memiliki sifat seperti gelas, yaitu transparan, dan bisa digunakan dalam
perlakuan-perlakuan klinis dan diagnosa yang membutuhkan pengamatan jaringan,
darah, dan fluida-fluida lainnya yang jelas. Polikarbonat ini juga digunakan untuk
kemasan air minum dalam kemasan (AMDK) (Legrand dan John, 2000 ; Sandra,
2011).
Polikarbonat paling banyak diterapkan pada pengkacaan karena memiliki
beberapa keunggulan tersendiri, terutama karena polikarbonat sudah memiliki modal
utama yaitu tembus pandang. Kegunaan polikarbonat pada bidang lain seperti :
1. Perabotan dapur, karena tidak mudah pecah dan memenuhi standar FDA
(Food & Drug Administration) seperti peralatan makan, blender, galon air.
2. Elektrikal dan elektronik, karena sangat baik dalam hal insulasi elektrik dan
3. Kendaraan, seperti untuk jendela mobil, lampu moobil, dan kaca helm.
4. Arsitektur, karena transmisi cahaya yang bagus dan ringan.
5. Alat-alat kesehatan.
(Sari, 2008).
Polikarbonat dapat diproses dengan peralatan cetakan dengan injeksi biasa dan
dapat dibentuk menjadi film, lembaran, atau tubular tebal maupun tipis. Lembaran
dan film polikarbonat sangat mudah dibentuk dengan pengolahan termal dan
mekanik menjadi berbagai bentuk yang kompleks (Othmer, 2004).
Pasar global polikarbonat adalah pasar yang menunjukkan perkembangan
sesuai dengan ketersediaan bahan baku yang kontinu dan berkualitas baik. Pasar
polikarbonat ini dapat dibagi menjadi beberapa bagian tergantung grade polikarbonat
yang dihasilkan. Untuk tujuan penggunaan secara umum, harga polikarbonat berada
pada $1.90 per lb. Harga ini diperkirakan akan terus meningkat hingga mencapai $ 5
per lb pada akhir tahun 2011 (Chemical Market Associates, 2011).
Bahan baku untuk pembuatan polikarbonat ini adalah fosgen dan bisfenol-a.
kedua bahan baku ini telah diproduksi di dalam negeri. Fosgen sebagai reaktan
berbentuk gas telah diproduksi sebagai hasil samping industri petrokimia. Bisfenol-a
diproduksi oleh PT Magicleafs yang diprioritaskan sebagai antioksidan dalam
plastizier dan inhibitor dalam pembuatan polivinil klorida (PVC) (Kertajay, 2011).
Polikarbonat ini masih sedikit diproduksi di Indonesia. Pabrik yang
memproduksinya adalah PT. Sugison Senada yang berkapasitas 13.000 ton/tahun
(PT. Sugison Senada, 2009).
Untuk mencukupi kebutuhan dalam negeri yang cukup besar akan polikarbonat
ini maka Pemerintah Indonesia mengimpornya dari Cina dan Jepang dengan harga
yang cukup mahal (Sandra, 2011).
Tabel 1.1 berikut menunjukkan data impor polibisfenol-a karbonat yang
Tabel 1.1 Data Impor Polibisfenol-a Karbonat Indonesia Tahun 2007-2011
Tahun Impor (ton)
2007 19.818,904
2008 30.119,126
2009 29.029,993
2010 38.668,752
2011 34.123,839
Sumber : (Badan Pusat Statistik, 2007-2011)
Dari Tabel 1.1 di atas dapat dilihat bahwa impor polikarbonat cukup fluktuatif tiap
tahunnya dan pada 2 tahun terakhir meningkat di atas 30.000 ton per tahun. Hal ini
tentu akan mengganggu kestabilan keuangan negara untuk tahun kedepan jika
pemerintah masih tetap mengimpor polikarbonat yang menurut pasar global
(Chemical Market Associates, 2011), akan terus mengalami kenaikan harga.
Salah satu alternatif yang dapat dilaksanakan adalah dengan menambah
jumlah pabrik polikarbonat di dalam negeri dengan mengubah arah pemakaian bahan
fosgen dan bisfenol-a dari inhibitor dalam pembuatan PVC, dan juga karena semakin
menigkatnya produksi bahan kimia tersebut menjadi bahan baku untuk untuk proses
produksi polikarbonat sehingga diharapkan akan memenuhi kebutuhan dalam
negeri.
1.2 Perumusan Masalah
Mengingat kebutuhan dalam negeri Indonesia akan polikarbonat yang cukup
tinggi, dimana senyawa fosgen dan bisfenol-a masih belum termanfaatkan secara
maksimal, mendorong untuk dibuatnya suatu pra rancangan pabrik pembuatan
polibisfenol-a karbonat dari bisfenol-a dan fosgen.
1.3 Tujuan Perancangan
Secara umum, tujuan pra rancangan pabrik pembuatan polibisfenol-a
karbonat dari bisfenol-a dan fosgen ini adalah untuk menerapkan disiplin ilmu teknik
kimia khususnya di bidang perancangan, proses, dan operasi teknik kimia sehingga
Secara khusus, tujuan pra rancangan pabrik polibisfenol-a karbonat dari
bisfenol-a dan fosgen adalah sebagai gambaran untuk tahap rancangan yang lebih
detail pendirian pabrik polibisfenol-a karbonat sehingga akan mencukupi kebutuhan
dalam negeri.
1.4 Manfaat Perancangan
Manfaat pra rancangan pabrik polibisfenol-a karbonat dari bisfenol-a dan
fosgen adalah memberikan gambaran kelayakan (feasibility) dari segi rancangan dan
ekonomi pabrik ini untuk dikembangkan di Indonesia yang nantinya gambaran
tersebut dapat menjadi patokan untuk pengambilan keputusan terhadap pendirian
pabrik tersebut. Pembuatan polibisfenol-a karbonat diharapkan memenuhi kebutuhan
dalam negeri Indonesia di masa yang akan datang.
Manfaat lain yang ingin dicapai adalah terbukanya lapangan kerja dan
meningkatkan produksi dalam negeri yang pada akhirnya akan meningkatkan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pendahuluan
Bahan polimer, disadari atau tidak, telah digunakan oleh manusia dalam
kehidupan sehari-hari. Mulai dari pakaian, perlengkapan rumah tangga, peralatan
rumah sakit, alat transportasi, TV, computer, sampai kepada telepon seluler.
Sementara itu, penggunaan bahan polimer sebagai pengganti bahan metal dan
keramik sangat berkembang dengan pesat dewasa ini dengan berbagai alasan seperti :
ringan, tahan terhadap korosi, mudah dibentuk, dan sangat penting lagi murah dari
segi produksi maupun harga. Hal inilah yang menyebabkan industri-industri selalu
berlomba dalam menciptakan bahan-bahan teknik yang berbasiskan polimer dengan
perkembangan teknologi yang maju. Di Indonesia sendiri, modifikasi ataupun
peralihan penggunaan bahan metal kepada bahan polimer sangat diharapkan
mengingat Indonesia kaya akan bahan polimer terutama yang alami seperti karet,
serat, kulit, dan sebagainya (Halimahtuddahliana, 2008).
2.2 Tinjauan Umum Polimer
Polimer berasal dari bahasa Yunani yaitu dari kata poly (banyak) dan meros
(bagian-bagian). Polimer merupakan bahan kimia yang sangat penting dalam
kehidupan manusia.
Polimer merupakan molekul besar yang dibangun oleh pengulangan kesatuan
kimia yang kecil dan sederhana. Unit yang berulang dari suatu polimer biasanya
berasal dari monomer yang sama, namun tidak menutup kemungkinan polimer
terbentuk dari dua jenis monomer atau lebih.
Polimer didefenisikan sebagai senyawa berbobot molekul besar yang
terbentuk dari penggabungan berulang secara kovalen (polimerisasi) molekul
sederhana (monomer). Jumlah satuan struktur berulang dalam rantai polimer (n)
(bobot molekul > 104) disebut polimer tinggi, sedang polimer dengan bobot molekul rendah (<104) disebut oligomer.
Salah satu karakteristik bahan polimer dibandingkan dengan senyawa bobot
molekul rendah adalah bahwa polimer terdiri dari molekul-molekul dengan panjang
rantai atau derajat polimerisasi yang terdistribusi. Dengan kata lain, bahan polimer
terdiri dari bahan campuran molekul sejenis, tetapi dengan bobot molekul yang
berbeda-beda, dan karena itu disebut molekul polidispers (Wirjosentono, 1994).
2.2.1 Karakteristik Polimer
Polimer memiliki beberapa karakteristik untuk menggambarkan sifat fisik
dan sifat kimianya. Sifat-sifat tersebut akan mempengaruhi aplikasi penggunaan
polimer tersebut. Karakteristik polimer antara lain :
1. Crystallinity (kristalinitas)
Struktur polimer yang tidak tersusun secara teratur umumnya memiliki warna
transparan. Karakteristik ini membuat polimer dapat digunakan untuk
berbagai aplikasi seperti pembungkus makanan, kontak lensa dan sebagainya.
Semakin tinggi derajat kristalisasinya, semakin sedikit cahaya yang dapat
melewati polimer tersebut.
2. Thermosetting dan Thermoplastic (Daya tahan terhadap panas)
Berdasarkan ketahanannya terhadap panas, polimer dibedakan menjadi
polimer thermoplastic dan thermosetting. Polimer thermoplastic dapat
melunak bila dipanaskan, sehingga jenis polimer ini dapat dibentuk ulang.
Sedangkan polimer thermosetting setelah dipanaskan tidak dapat dibentuk
ulang. Ketahanan polimer terhadap panas ini membuatnya dapat digunakan
pada berbagai aplikasi antara lain untuk insulasi listrik, insulasi panas,
penyimpanan bahan kimia dan sebagainya.
3. Branching (percabangan)
Semakin banyak cabang pada rantai polimer maka densitasnya akan semakin
kecil. Hal ini akan membuat titik leleh polimer berkurang dan elastisitasnya
4. Tacticity (taktisitas)
Taktisitas menggambarkan susunan isomerik gugus fungsional dari rantai
karbon. Ada tiga jenis taktisitas yaitu isotaktik dimana gugus-gugus
subtituennya terletak pada satu sisi yang sama, sindiotaktik dimana
gugus-gugus subtituennya lebih teratur, dan ataktik dimana gugus-gugus-gugus-gugus
subtituennya terletak pada sisi yang acak.
Berbagai teknik telah dikenali untuk mengenali sifat-sifat dari polimer.
Angle X-ray scattering digunakan untuk mengenali struktur kristal polimer. Gel
Permeation Chromatography digunakan untuk mengetahui berat molekul rata-rata
jumlah polimer (Mn), berat molekul rata-rata berat polimer (Mw), dan polidisperity
polimer. FTIR dan NMR digunakan untuk mengetahui komposisi polimer.
Calorymetric dan Dynamic Mechanical Analysis digunakan untuk mengetahui titik
leleh polimer. Pyrolisis digunakan untuk mengetahui struktur polimer (Kumar dan
Gupta, 2003).
2.2.2 Proses Polimerisasi Secara Umum
Pada umumnya proses polimerisasi (pembentukan polimer) dibagi menjadi
dua cara, yaitu polimerisasi kondensasi dan polimerisasi adisi.
2.2.2.1 Polimerisasi Kondensasi (Step Polymerization)
Menurut M.A Cowd pada tahun 1991, polimerisasi kondensasi yaitu
polimerisasi yang terjadi pada saat zat bermassa molekul rendah, dimana terjadi
reaksi antara dua molekul bergugus fungsi banyak (molekul yang mengandung dua
gugus fungsi atau lebih yang dapat bereaksi) dan terbentuk satu molekul besar
bergugus fungsi banyak, disertai penyingkiran molekul kecil (seperti air).
Contohnya, jika campuran ethanol (etil alkohol) dan asam etanoat (asam
asetat) dipanasi bersama sedikit asam sulfat pekat, akan dihasilkan ester etil etanoat
(etil asetat) yang disertai penyingkiran air, reaksinya :
CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O
Reaksi berhenti sampai disini, karena tidak terdapat gugus fungsi yang dapat
pereaksi mengandung dua atau tiga gugus fungsi, maka reaksi berikutnya dapat
terjadi.
Misalnya reaksi antara 2 monomer asam heksanadioat (asam adiapat) dan
etana 1,2-diol :
HOOC(CH2)4COOH + HO(CH2)OH HO(CH2)2COO(CH2)4COO(CH2)2OH + H2O
Polimerisasi kondensasi hampir selalu berlangsung secara bertahap dengan reaksi
antara pasangan gugus fungsi, sehingga terbentuk dimer, trimer, tetramer, dan
seterusnya hingga terbentuk polimer.
Polimer yang terbentuk mengandung kesatuan yang berulang, berikut
reaksinya :
[-O(CH2)2COO(CH2)4CO-]n
Dengan demikian massa molekul nisbi bertambah secara bertahap selama
reaksi berlangsung dan waktu reaksi lama jika diperlukan massa molekul polimer
nisbi yang besar. Jadi berbeda dengan polimerisasi adisi rantai yang membentuk
polimer bernassa molekul besar sekaligus.
2.2.2.2 Polimerisasi Adisi (Chain Polymerization)
Polimerisasi adisi adalah polimerisasi yang melibatkan reaksi rantai dan
disebabkan oleh radikal bebas (partikel reaktif yang mengandung elektron tak
berpasangan) atau ion. Polimer penting yang dihasilkan melalui polimerisasi adisi
adalah turunan etena berbentuk CH2=CHX atau CH2=CXY, yang disebut monomer
vynil.
Menurut F.W Billmeyer pada tahun 1984 reaksi umumnya dapat dituliskan
sebagai berikut :
CH2=CH -CH2-CH-CH2-CH- dst
X X X
Polimerisasi ini berlangsung sangat cepat (beberapa detik). Reaksi
keseluruhannya memakan waktu lama, karena penelitian menunjukan bahwa reaksi
rantai berlangsung dalam suatu deret reaksi cepat yang diselingi waktu yang cukup
Perbedaan mekanisme rekasi polimerisasi kondensasi dan polimerisasi adisi
menurut F.W Billmeyer pada tahun 1984 dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Perbedaan Antara Mekanisme Polimerisasi Kondensasi dengan
Polimerisasi Adisi
Polimerisasi Kondensasi Polimerisasi Adisi
Reaksi terjadi dengan adanya dua jenis molekul
Monomer dapat dihilangkan lebih awal di dalam reaksi: pada saat DP=10, Kurang dari 1% monomer sisa
Berat molekul polimer terjadi dengan adanya reaksi Steady (Tetap) secara perlahan
Lama waktu reaksi sangat penting untuk mencapai berat molekul yang tinggi
Beberapa tahap molekul akan didistribusikan
Reaksi memanjang dengan adanya pengulangan unit monomer setiap saat
Konsentrasi monomer menurun perlahan sesuai dengan reaksi steady
Polimer tinggi terbentuk sekali, yaitu pada saat polimer terjadi perubahan BM sudah tinggi. Lama waktu reaksi menyebabkan yield
tinggi, namun BM menjadi kecil.
Reaksi pencampuran hanya berisi monomer tinggi, kira-kira seperseribu bagian dari rantai yang menunjang
Sumber : (Purba, 2000)
Oleh karena pembawa rantai dapat berupa radikal bebas ataupun ion, maka
polimerisasi adisi selanjutnya dapat digolongkan kedalam dua golongan, yaitu
Polimerisasi Radikal Bebas dan Polimerisasi Ion.
A. Polimerisasi Radikal Bebas
Menurut F.W Billmeyer pada tahun 1984, tahap-tahap yang terjadi pada
polimerisasi radikal bebas yaitu:
1. Inisiasi (tahap pemicuan)
Pemicuan dapat dipandang sebagai penguraian pemicu dan adisi molekul
monomer pada salah satu radikal bebas yang terbentuk. Jika merupakan
pemicu , R sebagai Radikal Bebas dan molekul monomer dinyatakan dengan
CH2=CHx.
2. Propagasi (tahap perambatan)
Pada tahap ini terbentuk rantai radikal, dan dapat berturut-turut bereaksi
dengan monomer sehingga memperbanyak rantai.
B. Polimerisasi Ion
Menurut M.A.Cowd pada tahun 1991, polimerisasi ion dapat berlangsung
dengan mekanisme yang tidak melibatkan radikal bebas. Misalnya, pembawa rantai
dapat berupa ion carbonium (polimerisasi kation) atau carbonium (polimerisasi
anion).
a. Polimerisasi Kation
Pada polimerisasi ini, monomernya CH2=CHX dan pembawa rantainya
adalah ion karbonium. Katalis yang digunakan pada reaksi polimerisasi
adalah asam Lewis (penerima pasangan elektron) dan katalis Friedel-Crafts
(AlCl3, AlBr3, BF3, TiCl4, SnCl4, H2SO4 dan asam kuat lainnya). Berbeda
dengan polimerisasi radikal bebas yang umumnya berlangsung pada suhu
tinggi, polimerisasi kation paling baik berlangsung pada suhu rendah.
Misalnya, polimerisasi 2-methyl propena (isobutilena) berlangsung sangat
cepat pada suhu -100 oC dengan adanya katalis AlCl3 atau BF3. Pelarut sangat
berpengaruh, sebab mekanisme ion melibatkan partikel-partikel bermuatan.
Sedangkan radikal bebas umumnya netral. Polimerisasi kation sering terjadi
pada monomer yang mengandung gugus pelepasan elektron.
b. Polimerisasi Anion
Pada polimerisasi anion, monomer H2C=CX, dan karbonium bertindak
sebagai pembawa rantai. Monomer yang dapat mengalami polimerisasi
seperti ini adalah propenitril (akrilonitril), metil 2-metil propeonat (metil
metakrilat), dan fenilethena (styrena). Polimerisasi anion bersuhu rendah (-73
o
C). Katalis yang dipakai meliputi logam alkali, alki, aril dan amida logam
alkali. Salah satu penerapan paling awal polimerisasi ini dalam dunia industri
adalah pada pembuatan karet sintetis, di Jerman dan Rusia, dari
buta-1,3-diena (butabuta-1,3-diena) dengan katalis logam alkali.
2.2.3 Penggolongan Polimer
Polimer dapat dibedakan berdasarkan asalnya, jenis monomer penyusunnya,
pengaruh panas terhadap sifat fisiknya dan berdasarkan strukturnya.
Polimer dibedakan menjadi polimer alam dan polimer sintetik. Polimer alam
telah banyak dikembangkan sejak tahun 1880 untuk memproduksi berbagai material.
Polimer sintetik merupakan polimer yang dibuat di pabrik dan tidak terdapat di alam.
Polimer ini meliputi semua jenis plastik, serat, karet sintetik dan nilon.
Beberapa contoh dari polimer alam disajikan pada Tabel 2.2
Tabel 2.2 Contoh Polimer Alam
Polimer Monomer Polimerisasi Terdapat pada
Protein Asam amino Kondensasi Wol, sutera
Amilum Glukosa Kondensasi Beras, gandum
Selulosa Glukosa Kondensasi Kayu
Asam nukleat Nukleotida Kondensasi DNA, RNA
Karet alam Isoprena Adisi Getah pohon karet
Sumber : (Purba, 2000)
Beberapa contoh polimer sintetik disajikan dalam Tabel 2.3
Tabel 2.3 Contoh Polimer Sintetik
Polimer Monomer Polimerisasi Terdapat pada
Polietilena Etena Adisi Plastik
PVC Vinilklorida Adisi Pelapis lantai, pipa
Polipropilena Propena Adisi Tali plastik, botol Teflon Tetrafluoroetilena Adisi Panci anti lengket
Sumber : (Purba, 2000)
2. Berdasarkan jenis monomer penyusunnya
Berdasarkan monomer penyusunnya maka polimer dibedakan menjadi
homopolimer dan kopolimer. Homopolimer terbentuk dari monomer yang sejenis.
Contohnya yaitu polyethylene, polypropylene, polystyrene, PVC, teflon, amilum,
selulosa dan sebagainya. Kopolimer terbentuk dari dua atau lebih monomer yang
berbeda jenisnya. Contoh polimer ini yaitu dakron.
3. Berdasarkan pengaruh panas terhadap sifat fisik
Dibedakan menjadi dua yaitu polimer thermosetting dan polimer
thermoplastic. Polimer thermosetting bila dipanaskan akan mengeras dan bila
dipanaskan lagi akan rusak, sehingga tidak dapat kembali ke bentuk semula. Contoh :
phenol formaldehyde. Sedangkan polimer thermoplastic, apabila dipanaskan akan
meleleh dan setelah didinginkan akan mengeras dan dapat kembali ke bentuknya
4. Berdasarkan struktur
Berdasarkan strukturnya, maka dibedakan atas polimer yang berstruktur tiga
dimensi dan polimer yang berstruktur linier. Polimer yang berstruktur tiga dimensi
memiliki susunan rantai yang saling mengikat membentuk struktur tiga dimensi dan
biasanya bersifat thermosetting. Contoh : phenol formaldehyde. Sedangkan polimer
yang berstruktur linier memiliki susunan rantai yang berbentuk lurus (linier) dan
biasanya bersifat thermoplastic. Contoh : polyethylene dan poly vinyl chloride.
(Purba, 2000)
2.2.4 Pemanfaatan Polimer
Banyak polimer yang telah dikenal dan secara umum digunakan dalam
kehidupan sehari-hari yaitu :
1. Polyethylene
Biasanya digunakan untuk pembungkus makanan, kantung plastik, ember dan
sebagainya.
2. Polypropylene
Biasanya digunakan untuk membuat karung, tali, botol dan sebagainya.
3. Teflon
Teflon atau politetrafluoroetilena memiliki sifat yang tahan terhadap bahan
kimia dan panas, sehingga seringkali digunakan untuk pelapis tangki atau panci
anti lengket.
4. PVC
PVC (polivinilklorida) biasanya digunakan untuk membuat pipa, selang,
pelapis lantai dan sebagainya.
5. Akrilat
Beberapa polimer dibuat dari asam akrilat sebagai monomernya.
Polimetilmetakrilat atau flexiglass merupakan plastik bening, keras tetapi
ringan. Polimer jenis ini banyak digunakan untuk kaca jendela pesawat terbang
dan mobil.
6. Bakelit
7. Polyester
Poliester dibentuk dari monomer-monomer ester. Salah satu contoh polimer ini
adalah dakron. Dakron digunakan sebagai serat tekstil. Selain dakron dikenal
pula Mylar, yang digunakan sebagai pita perekam magnetik.
8. Polyurethanes
Polyurethanes banyak digunakan untuk produk-produk yang terbuat dari foam,
serat, dan yang digunakan untuk elastomer dan pelapis (coating). Aplikasinya
dalam kehidupan sehari-hari misalnya untuk pembuatan wadah dari foam,
untuk industri garmen, untuk aplikasi bahan bangunan dan sebagainya.
9. Karet alam dan karet sintetis
Karet diperoleh dari getah pohon karet (lateks). Karet alam merupakan polimer
isoprena. Karet sintetis terdiri dari beberapa macam, misalnya polibutadiena,
polikloroprena dan polistirena. Karet sintetis yang telah banyak dikenal yaitu
SBR. SBR terdiri dari monomer stirena dan 1,3-butadiena, banyak digunakan
untuk pembuatan ban mobil.
(Purba, 2000)
2.3 Polibisfenol-a Karbonat (Polikarbonat)
Polibisfenol-a karbonat atau lebih sering disebut sebagai polikarbonat adalah
produk utama yang diproduksi dari Pra Rancangan Pabrik Polibisfenol-a Karbonat.
Perkembangan dari resin termoplastik polikarbonat merupakan suatu sub
bagian dari polyester secara umum. Sejak Einhorn menyiapkan larutan ini pertama
kali dari resorcinol dan hidrokuinon pada tahun 1898, penelitian yang focus pada
keefesienan dalam penyiapan resin dan sifat-sifatnya. Sintetis yang umum digunakan
adalah menyiapkan fosgen dalam larutan piridin.
Sifat yang sangat bagus dari polikarbonat aromatis, khususnya turunan dari
2,2 bis (4 hidroksifenil) propan (bisfenol-a atau BPA) disiapkan dalam jumlah yang
cukup besar.
Polibisfenol-a karbonat merupakan polimer hasil reaksi antara polimerisasi
antara senyawa bisfenol-a yang dideprotonisasi menjadi garam bisfenol dengan gas
fosgen, dengan bantuan katalis cair piridin (Legrand, 2000).
Kegunaan utama, diterapkan pada pengkacaan karena sifatnya yang tembus
pandang.
Perabotan dapur seperti peralatan makan, galon air, blender. Keunggulannya
yaitu tidak mudah pecah dan memenuhi standar FDA (Food & Drug
Administration).
Insulator alat elektrik dan alat elektronik seperti komponen computer, dan
chasing handphone.
Perangkat optik seperti kaca mata, lensa kamera, CD (Compact Disc).
Komponen kendaraan seperti kaca helm, jendela mobil, dan lampu mobil.
Peralatan kedokteran seperti blood oxygenators, dialysers, infusion units.
Komponen arsitektur seperti jendela, atap transparan.
(Sari, 2008)
2.4 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk 2.4.1 Sifat-Sifat Bahan Baku
A. Fosgen (COCl2)
1. Berat Molekul : 98,92 gr/mol
2. Berwujud gas pada suhu kamar
3. Titik leleh : -127,84 oC 4. Titik didih : 7,48 oC 5. Densitas pada 20 oC : 4,248 kg/m3 6. Tekanan uap pada 20 oC : 161,68 kPa
(Neogi, 2000)
B. Bisfenol-a (C15H16O2)
1. Berat molekul : 228 gr/mol
2. Berbentuk padatan putih atau granular.
3. Sangat higroskopis.
4. Titik didih : 220 oC 5. Titik leleh : 157 oC 6. Densitas (25 oC) : 1,195 g/cm3
C. Metilen Klorida (CH2Cl2)
1. Berat molekul : 84,93 gr/mol
2. Densitas : 1,33 gr/cm3 3. Titik didih : 39,6 oC 4. Titik leleh : -96,7 oC
5. Tekanan uap : 47 kPa pada 20 oC 6. Viskositas : 0,244 cP
7. Kelarutan dalam air : 13 g/L pada 20 oC (Perry, 2008)
D. Piridin (C5H5N)
1. Berat molekul : 79,1 g/mol
2. Berbentuk cairan tak bewarna
3. Densitas : 0,9819 g/cm3
4. Titik leleh : -41,6 oC 5. Titik didih : 115,2 oC 6. Tekanan uap : 18 mmHg
7. Viskositas : 0,88 cP
(Perry, 2008)
E. Natrium Hidroksida (NaOH) 50%
1. Berat molekul : 39,997 gr/mol
2. Berbentuk padatan putih
3. Densitas pada 20 oC : 1,5203 g/cm3 4. Titik leleh : 613,1oC 5. Titik didih : 2534 oC 6. Melarut sempurna di dalam air
(Yaws, 1996 ; Perry, 1997; Geankoplis, 1997)
F. Air (H2O)
1. Titik beku : 0 oC
3. Massa jenis air 25oC : 0,9978 gr/ cm3 4. Titik didih (1 atm) : 100 oC
5. Temperatur kritis : 347 oC 6. Tekanan kritis : 217 atm
7. Viskositas (25 oC) : 0,8973 cP (Perry, 2008 ; Windholz, 1983)
2.4.2 Sifat-Sifat Produk
A. Polibisfenol-a Karbonat (Polikarbonat) ((C16H14O3)43)
1. Berat molekul : 1096 gr/mol
2. Densitas : 1,2 gr/cm3
3. Kapasitas panas : 0,32 kJ/ (K. mol)
4. Koefisien ekspansi termal : 2,6 x 104 pada 40 oC
5. Indeks refraksi : 1,586 pada temperatur ruangan
6. Terdiri dari 43 kali monomer yang bergabung
(Madkour, 1999)
B. Natrium Klorida (NaCl)
1. Berat molekul : 58,44 gr/mol
2. Densitas : 2,165 gr/cm3
3. Kapasitas panas : 0,0367 kJ/ (K. mol)
4. Titik didih : 1413oC 5. Titik leleh : 801oC 6. Kelarutan dalam air : 359 gr/L
(Perry, 2008)
2.5 Teknologi Proses Polimerisasi Bisfenol-a dan Fosgen menjadi
Polikarbonat
Menurut Byrson, J.A pada tahun 1995, reaksi polimerisasi dapat dilakukan
pada fase cair, gas maupun padat. Proses polimerisasi yang mula-mula banyak
yang timbul dari proses semacam itu adalah pemisahan katalis dan sisa pelarut dari
produk dan memiliki biaya yang tinggi.
Perkembangan katalis baru untuk reaksi polimerisasi yang jauh lebih baik
dimulai pada tahun 1970-an. Proses fasa gas ini memiliki kelebihan yaitu tidak
memerlukan adanya proses pemisahan katalis dari polimer, katalis sudah menyatu
dalam produk. Kesulitan utama dari proses polimerisasi fasa gas adalah pengendalian
aktivasi katalis dan kemungkinan terbentuknya oligomer. Oligomer adalah rangkaian
beberapa molekul bukan polimer, misalnya dimer, trimer, tetramer dan lain-lain.
Penggunaan katalis sangat berpengaruh pada faktor ekonomis dari teknologi
polimerisasi. Reaksi polimerisasi adisi memerlukan adanya senyawa pemicu, yaitu
senyawa yang dapat memberikan muatan atau elektron bebas pada ikatan rangkap
ethylene. Tanpa katalis reaksi polimerisasi dapat berlangsung pada suhu tinggi (
350 oC-500 oC) dengan tekanan 2.5-10 atm. Hal ini karena energi aktivasi cukup tinggi yaitu sekitar 35-43.5 kkal/mol. Adanya katalis akan mempercepat jalannya
reaksi yaitu dengan mengurangi energi aktivasi yang diperlukan.
Secara ringkas faktor penentu dari keberhasilan proses polimerisasi adalah
tipe katalis yang digunakan. Katalis ini harus memilki keaktifan yang tinggi namun
mudah dikendalikan. Katalis yang masih banyak digunakan saat ini adalah piridin.
Proses dasar polimerisasi bisfenol-a dan fosgen yang mula-mula dipatenkan
adalah proses yang digunakan oleh Einhorn yang mereaksikan hidrokuion,
resorsinol, katekol dengan fosgen dalam larutan piridin. Pada tahun 1902, Bischoff
dan Hedenstroem melaporkan sintesis untuk jenis polimer yang sama melalui proses
transesterifikasi difenil karbonat. Reaksi antara BPA, fosgen, dan monohidric fenol
dalam larutan metilen klorida dan digabungkan dengan larutan natrium hidroksida
menjadikan proses ini dipilih oleh berbagai produsen utamanya. Pemakian piridin
sebagai katalis karena kemudahan dalam perolehan kembali melalui unit pemisahan
2.5.1 Macam-Macam Proses Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat
Ada 2 macam proses pembuatan produk polibisfenol-a karbonat, yaitu :
A. Teknologi Interfacial
[image:34.595.126.458.173.433.2]Proses dasar dari jenis ini ditunjukkan pada gambar 2.1 di bawah ini.
Gambar 2.1 Tahap Pembentukan Polikarbonat BPA melalui Sintesis Interfacial
(Legrand, 2000)
BPA mula-mula dimasukkan ke dalam reaktor bersama dengan NaOH dan
monohidric fenol untuk mengendalikan berat molekul polimer dan fosgen
ditambahkan dalam bentuk gas ke dalam larutan ini. Melalui cara ini akan
mencegah terbentuknya produk samping HCl. Penambahan larutan kaustik ini
membuat dua fasa sistem cair-cair. Pada pH yang tinggi (9-12), volume fasa organik
yang sedikit, dan tingginya konsentrasi BPA, sistem juga mengandung fasa ketiga
yaitu mono/dianion dari BPA. Setelah reaksi selesai, fasa organik dicuci dengan
sejumlah asam dan air beberapa kali untuk mengeluarkan residu basa dan garam
atau dengan penambahan metilen klorida berlebih untuk memudahkan pemisahan.
Resin polikarbonat yang dihasilkan dikumpulkan melalui pergantian pelarut diikuti
atau dengan mengendapkan pelarut melalui penambahan anti solven seperti MeOH
diikuti dengan filtrasi dan pengeringan.
Sejalan dengan temperatur reaksi yang rendah dari prosedur sintetis ini (40
o
C), berat molekul rata-rata dari polimer berakhir pada sebuag kinetika distribusi.
Variabel yang dominan mempengaruhi komposisi resin adalah linear
velocity, rasio volume cair-cair, pH larutan, dan rasio fosgen/BPA (Legrand, 2000).
B. Proses Transesterifikasi
Proses ini menggunakan katalis basa pada polimerisasi kondensasi dari DPC
dengan BPA. Secara umum, reaksinya ditunjukkan dalam gambar 2.2 di bawah ini.
Gambar 2.2 Sintetis Melt BPAPC secara Umum
(Legrand, 2000)
Reaksi berlangsung pada temperatur tinggi 150-350 oC yang dimulai dengan pembentukan monomer, oligomer, dan akhirnya polimer. Tekanan reaktor meningkat
selama reaksi berlangsung. Range tekanan berkisar antara 150-200 torr. Dengan
menggunakan metode ini, resin BPA-PC disiapkan tanpa tambahan pelarut, tahap
pengeringan, atau fosgen. Ketika proses dirancang, dan kualitas dari resin akhir
secara langsung berhubungan kepada kualitas dan permulaan monomer. Hal ini
menjadikan jumlah dari kontaminan sisa dalam resin akhir bisa dikendalikan.
Berdasarkan data eksperimental, penambahan anion fenoksi ke dalam link
karbonat, diikuti tahap produksi oligomer/polimer. Pertama sekali anion basa fenoksi
ditambahkan ke dalam grup karbonat, sebuah anion fenoksi dilepaskan.
Pendestilasian fenol dari melt setelah pelepasan anion fenoksi menggantikan sebuah
proton dengan grup hidroksi lainnya atau BPA : pergantian proton sangat cepat
terjadi dan konstanta keseimbangan untuk reaksi fenoksid dengan BPA umumnya
seragam. Konversi dari monomer menjadi BPA-PC dikendalikan oleh pengeluaran
konstan fenol dari melt. Pengeluaran fenol ini dari larutan reaksi ditetapkan untuk
produksi polimer dengan berat molekul tinggi. Berdasarkan evaluasi dari data yang
dipublikasikan, proses kondensasi ini cukup efektif. Kebutuhan katalis untuk
Keuntungan dari proses ini adalah produksi resin memiliki distribusi berat
molekul yang seragam sehingga pada kondisi normal, resin anhidrat tidak perlu
diredistribusi lagi (Legrand, 2000).
[image:36.595.109.526.207.358.2]2.5.2 Perbandingan Proses Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat
Tabel 2.4 Perbandingan Proses Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat
Faktor Teknis Teknologi Interfacial Proses Transesterifikasi Tekanan Operasi (atm) 1 19 – 26,6
Suhu Operasi (oC) 25-30 150-350
Jenis Reaktor Stirred reactor Stirred reactor
Jumlah Reaktor 2 5
Waktu Tinggal (jam) 1-1,5 jam 2 jam Konversi reaksi Mencapai 99,83% 90-95%
Produk samping NaCl Fenol
Katalis Cair (piridin,
tetraetilamin)
Padat (phosgonium)
Sumber : (Legrand, 2000 ; Othmer, 2004, Schnell dkk, 1970 ; Moyer dkk, 1961)
Dalam pra rancangan pabrik polibisfenol-a karbonat ini dipilih proses Teknologi Interfacial. Pemilihan proses dipilih dengan memperhatikan :
Pengoperasiannya mudah karena proses yang sederhana.
Konversi reaksi yang tinggi mencapai 99,83% sehingga secara ekonomis
layak dibuat dalam skala pabrik.
Pengendalian yang lebih mudah dan murah karna berlangsung pada suhu dan
tekanan ruangan.
2.6 Deskripsi Proses Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat
Berdasarkan uraian sebelumnya maka digunakan proses polimerisasi dengan
teknologi interfacial dalam membuat polibisfenol-a karbonat ini. Secara keseluruhan
proses pembuatan polibisfenol-a karbonat ini terdiri dari 2 tahapan reaksi yang
didahului deprotonasi bisfenol menjadi garam bisfenol dan dilanjutkan dengan
polimerisasi garam bisfenol menjadi polibisfenol-a karbonat dengan bantuan katalis
Umpan berupa bisfenol-a yang berupa padatan dan larutan NaOH
diumpankan ke reaktor deprotonasi (R-101). Reaksi yang terjadi adalah:
2NaOH(l) + C15H16O2(s) C15H14O2Na2(l) + 2H2O(l)
Natrium hidroksida bisfenol-a garam bisfenol air
Reaksi deprotonasi ini berlangsung pada temperatur 40oC dan tekanan 1 atm. Karena reaksi berlangsung endotermis, pemanasan diberikan melalui saturated steam yang
dilewatkan melalui koil pemanas. Konversi yang diperoleh sebesar 95%. Produk dari
R-101 menjadi reaktan pada reaktor polimerisasi (R-102). Reaksi yang terjadi
adalah:
43C15H14O2Na2 (l) + 43COCl2(g) (C16H14O3)43(l) + 86NaCl(l)
Garam bisfenol fosgen polibisfenol-a natrium
karbonat klorida
Karena reaksi pembentukan polibisfenol-a karbonat ini berlangsung pada 25oC, maka sebelum memasuki reaktor polimerisasi, umpan harus melalui cooler (E-101).
Campuran garam bisfenol dipompakan menuju reaktor polimerisasi (R-102) diikuti
juga gas fosgen (COCl2) yang diumpankan (sparging) dari bagian bawah reaktor.
Pada kondisi tersebut diperoleh konversi 99,83%.
Untuk menurunkan energi aktivasi maka ditambahkan katalis piridin
(C5H5N). Untuk memudahkan pemisahan produk dengan sisa reaktan baik dari
R-101 maupun dari R-102, maka ditambahkan pelarut inert berupa metilen klorida
(CH2Cl2) dari mixing point II (M-102). Penambahan pelarut ini merupakan kelebihan
dari teknologi interfacial yang menjadikan terciptanya 2 lapisan yaitu antara lapisan
organik (polimer) dan lapisan aqoeus (sisa reaktan) sehingga akan memudahkan
dalam proses pemisahan selanjutnya. Karena reaksi bersifat eksotermal maka pada
reaktor ditambah jacket pendingin yang dilewati oleh air pendingin.
Gas fosgen yang diumpankan dari bawah reaktor menyebabkan kontak antara
garam bisfenol dengan fosgen ini lebih bagus dan meningkatkan efektivitas reaksi
polimerisasi. Alasan utama pemilihan reaktor CSTR karena reaktor ini merupakan
jenis reaktor yang dapat memberikan nilai efektivitas tertinggi terhadap reaksi
terciptanya karakteristik aliran yang sama pada semua daerah di dalam reaktor
sehingga menghasilkan produk polimer yang konsisten.
Hasil reaksi berupa polibisfenol-a karbonat ((C16H14O3)43) dengan berat
molekul rata-rata (Mr) 10922 kg/kmol atau 10922 gram/mol dengan jumlah n
monomer sebanyak 43 kali. Setelah reaksi polimerisasi selesai, terdapat kelebihan
gas fosgen yang tidak bereaksi. Gas ini akan dikembalikan lagi (di-recycled) ke
dalam reaktor polimerisasi (R-102) bersama dengan umpan segar fosgen.
Laju keluaran dari reaktor ini merupakan campuran dari bisfenol-a. NaOH,
air, garam bisfenol, polibisfenol-a karbonat, NaCl, piridin, dan metilen klorida.
Campuran ini telah membentuk 2 fasa, yaitu polibisfenol-a karbonat, piridin, metilen
klorida di fasa organik, sedangkan NaCl, bisfenol-a. NaOH, air, garam bisfenol
berada di fasa aqoeus.
Campuran yang tidak saling melarut ini diumpankan ke dekanter graviti I
(FL-101) sehingga fasa aqoeus secara overflow dialirkan langsung ke tangki
penyimpanan produk samping yang akan dijual sebagai bahan baku garam farmasi.
Larutan polibisfenol-a karbonat selanjutnya diumpankan ke dekanter graviti II
(FL-102). Pada dekanter ini ditambahkan metilen klorida sebanyak 50% dari total
metilen klorida yang ditambahkan di R-102. Tujuan penambahan ini adalah untuk
menggumpalkan polibisfenol-a karbonat dan piridin akan terpisah dengan efisiensi
90%, yaitu 10% piridin akan ikut terbawa pada aliran bottom, dan 90% sisanya
berada pada fasa aqoeus, hal ini berbanding terbalik dengan aliran metilen klorida
sedangkan polibisfenol-a karbonat seluruhnya mengalir pada aliran bottom. Keluaran
dari bottom dekanter II (FL-102) bersifat basa (pH =11) sehingga untuk
menetralkannya digunakan air panas bersuhu 80oC pada Washer (W-101).
Setelah larutan netral (pH = 7), dan suhu keluaran dari Washer (W-101)
34,6671 oC, maka untuk pemisahan antara polibisfenol-a karbonat, air, metilen klorida, dan piridin dilangsungkan di flash drum (S-101) dengan suhu operasi 50oC, sebelumnya campuran tersebut dilewatkan pada heater (E-104) untuk mencapai suhu
pemisahan. Pada aliran atas (uap) diperoleh metilen klorida hingga 97%, dan sisanya
air, dan piridin. Untuk me-recycle metilen klorida pada mixing point II (M-102)
maka, campuran uap metilen klorida, piridin, air, dilewatkan pada dessicant yang
berdasarkan ukuran pori. Metilen tidak terjerap sama sekali karena pore size dari
metilen yang lebih besar lebih besar daripada ukuran pori silika gel. Dessicant ini
terdiri dari 6 bilik yang setiap bagiannya terdiri atas silika gel segar. Pergantian tiap
bilik dilakukan setiap 4 jam sekali disertai pelewatan udara panas untuk
menghilangkan kejenuhannya.
Pada aliran bawah flash drum (aliran liquid) terdapat polibisfenol-a karbonat,
metilen, piridin, dan sejumlah besar air. Kandungan air di dalam campuran ini
menyebabkan konsentrasi polibisfenol-a karbonat ini hanya 27% sedangkan sebelum
memasuki unit pengering, kadar polibisfenol-a karbonat harus mencapai 90%. Untuk
hal tersebut, maka dilakukan pengentalan dengan cara menguapkan kandungan air di
dalamnya dengan menggunakan evaporator. Karena besarnya uap air yang harus
diuapkan, maka dilangsungkan triple effect evaporator dengan sistem forward feed
untuk menghemat pemakaian steam (ekonomi steam). Pada evaporator I (FE-101)
dilangsungkan pada temperatur 114,7oC untuk menguapkan piridin dan metilen klorida yang masih terikut. Uap dari evaporator I (FE-101) menjadi media pemanas
di evaporator II (FE-102) dan uap dari evaporator II (FE-102) menjadi media
pemanas di evaporator III (FE-103). Baik evaporator II dan evaporator III
dioperasikan secara vakum dengan menggunakan pompa vakum. Keadaan vakum
dipertahankan pada 26 mmHg sehingga uap air dapat mendidih di bawah 100oC. Kondensat dari evaporator II terdiri atas air, metilen klorida, dan piridin
dialirkan ke aliran limbah proses dan akan diolah dalam pengolahan limbah. Uap dari
evaporator III (FE-103) dilewatkan ke condenser II (E-104) dan tercampurkan
dengan air pendingin bekas dari condenser I (E-102), dan dialirkan ke aliran aliran
limbah.
Campuran keluaran dari evaporator III (FE-103) mengandung polibisfenol-a
karbonat dengan konsentrasi 90%. Untuk memenuhi standar produk dari
polibisfenol-a karbonat harus memiliki konsentrasi 98%, maka campuran tersebut
dikeringkan pada sebuah rotary dryer (DD-101) dengan memakai media pengering
berupa udara panas bersuhu 110oC. Keluaran dari rotary dryer diangkut menggunakan belt conveyor (C-102) menuju tangki penyimpanan polbisfenol-a
Air Pendingin Saturated Steam P-101 P-103 P-105 P-107 P-108 Kondensat
BAB III
NERACA MASSA
Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan polibisfenol-a
karbonat dengan kapasitas produksi 30.000 ton/tahun atau setara dengan 3787,8788
kg/jam sebagai berikut :
Basis perhitungan : 1 jam operasi
Waktu operasi : 330 hari / tahun
Satuan operasi : kg/jam
3.1 Reaktor Deprotonasi (R-101)
Tabel 3.1 Neraca Massa Reaktor Deprotonasi (R-101)
Komponen
Alur
Masuk ( kg/jam ) Keluar (kg/jam)
2 3 4
NaOH - 1232,8032 61,6402
C15H16O2 3513,4890 - 175,6745
C15H14O2Na2 - - 3981,9543
H2O - - 527,0232
Total 4746,2922 4746,2922
3.2 Mixing Point I (M-101)
Tabel 3.2 Neraca Massa Mixing Point I (M-101)
Komponen
Alur
Masuk ( kg/jam ) Keluar (kg/jam)
5 14=13 10
COCl2 1446,8504 2,4623 1449,3127
Total 1449,3127 1449,3127
3.3 Mixing Point II (M-102)
Tabel 3.3 Neraca Massa Mixing Point II (M-102)
Komponen
Alur
Masuk ( kg/jam ) Keluar (kg/jam)
1 11 7
CH2Cl2 47,1706 4014,4227 4061,5933
3.4 Mixing Point III (M-103)
Tabel 3.4 Neraca Massa Mixing Point III (M-103)
Komponen
Alur
Masuk ( kg/jam ) Keluar (kg/jam)
6 12 9
CH2Cl2 - 716,7518 716,7518
C5H5N 11,5652 104,0871 115,6523
Total 832,4041 832,4041
3.5 Reaktor Polimerisasi (R-102)
Tabel 3.5 Neraca Massa Reaktor Polimerisasi (R-102)
Komponen
Alur
Masuk ( kg/jam ) Keluar (kg/jam)
4=8 9 7 10 13=14 16
NaOH 61,6402 - - - - 61,6402
C15H16O2 175,6745 - - - - 175,6745
C15H14O2Na2 3981,9543 - - - - 6,7693
H2O 527,0234 - - - - 527,0234
CH2Cl2 - 716,7518 4061,5933 - - 4778,3451
COCl2 - - - 1449,3127 2,4623 -
(C16H14O3)43 - - - 3712,1212
NaCl - - - 1709,9141
C5H5N - 115,6523 - - - 115,6523
[image:42.595.110.529.261.497.2]3.6 Dekanter I (FL-101)
Tabel 3.6 Neraca Massa Dekanter I (FL-101)
Komponen
Alur
Masuk ( kg/jam ) Keluar (kg/jam)
16 19 18
NaOH 61,6402 - 61,6402
C15H16O2 175,6745 - 175,6745
C15H14O2Na2 6,7693 - 6,7693
H2O 527,0234 - 527,0234
CH2Cl2 4778,3451 4778,3451 -
(C16H14O3)43 3712,1212 3712,1212 -
NaCl 1709,9141 - 1709,9141
C5H5N 115,6523 115,6523 -
Total 11087,1401 11087,1401
3.7 Splitter (SP-101)
Tabel 3.7 Neraca Massa Splitter (SP-101)
Komponen
Alur
Masuk ( kg/jam ) Keluar (kg/jam)
15=23 17 11
CH2Cl2 6403,5393 2389,1726 4014,4227
Total 6403,5393 6403,5953
[image:43.595.106.539.121.371.2]3.8 Dekanter II (FL-102)
Tabel 3.8 Neraca Massa Dekanter II (FL-102)
Komponen
Alur
Masuk ( kg/jam ) Keluar (kg/jam)
19 17 20 21
CH2Cl2 4778,3451 2389,1726 716,7518 6450,7659
(C16H14O3)43 3712,1212 - - 3712,1212
C5H5N 115,6523 - 104,0871 11,5652
3.9 Washer (W-101)
Tabel 3.9 Neraca Massa Washer (W-101)
Komponen
Alur
Masuk ( kg/jam ) Keluar (kg/jam)
21 25=26 27=28
(C16H14O3)43 3712,0706 - 3712,1212
CH2Cl2 6450,6780 - 6450,7659
C5H5N 11,5652 - 11,5652
H2O - 10174,4524 10174,4524
Total 20348,9047 20348,9047
3.10 Flash Drum (S-101)
Tabel 3.10 Neraca Massa Flash Drum (S-101)
Komponen
Alur
Masuk ( kg/jam ) Keluar (kg/jam)
27=28 31 33
(C16H14O3)43 3712,1212 - 3712,1212
CH2Cl2 6450,7659 6403,5953 47,1706
C5H5N 11,5652 8,8315 2,7338
H2O 10174,4524 188,6855 9985,7669
Total 20348,9047 20348,9047
3.11 Dessicant (DS-101)
Tabel 3.11 Neraca Massa Dessicant (DS-101)
Komponen
Alur
Masuk ( kg/jam ) Keluar (kg/jam)
31 32 23
CH2Cl2 6403,5393 - 6403,5953
C5H5N 8,8315 8,8315 -
H2O 188,6855 188,6855 -
3.12 Evaporator I (FE-101)
Tabel 3.12 Neraca Massa Evaporator I (FE-101)
Komponen
Alur
Masuk ( kg/jam ) Keluar (kg/jam)
33 34 35
(C16H14O3)43 3712,1212 - 3712,1212
CH2Cl2 47,1706 47,1706 -
C5H5N 2,7338 2,7338 -
H2O 9985,7669 6273,6457 3712,1212
Total 13747,7925 13747,7925
3.13 Evaporator II (FE-102)
Tabel 3.13 Neraca Massa Evaporator II (FE-102)
Komponen
Alur
Masuk ( kg/jam ) Keluar (kg/jam)
35 36 37
(C16H14O3)43 3712,1212 - 3712,1212
H2O 3712,1212 2121,2121 1590,9091
Total 7424,2424 7424,2424
3.14 Evaporator III (FE-103)
Tabel 3.14 Neraca Massa Evaporator III (FE-103)
Komponen
Alur
Masuk ( kg/jam ) Keluar (kg/jam)
37 38
