PRARANCANGAN PABRIK ETHYLENE GLYCOL DARI ETHYLENE OXIDE DAN AIR KAPASITAS 90.000 TON/TAHUN (Perancangan Distillation Column (DC-301))

(1)

PRARANCANGAN PABRIK

ETHYLENE GLYCOL

DARI

ETHYLENE OXIDE

DAN AIR

KAPASITAS 90.000 TON/TAHUN

(Perancangan

Distillation Column

(DC-301))

(Skripsi)

Oleh :

INDRI FEBRIAN ESA TIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

(2)

PRARANCANGAN PABRIK

ETHYLENE GLYCOL

DARI

ETHYLENE OXIDE

DAN AIR

KAPASITAS 90.000 TON/TAHUN

(Perancangan

Distillation Column

(DC-301))

Oleh

INDRI FEBRIAN ESA TIKA

(Skripsi)

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar

Sarjana Teknik

Pada

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

(3)

ABSTRAK

PRARANCANGAN PABRIKETHYLENE GLYCOL

DARIETHYLENE OXIDEDAN AIR

KAPASITAS 90.000 TON/TAHUN (PerancanganDistillation Column(DC-301))

O l e h

Indri Febrian Esa Tika

Kebutuhan Indonesia terhadap ethylene glycol (C2H4(OH)2), terutama sebagai bahan baku pada industri polyester cukup besar. Polyester yang merupakan senyawa polimer jenis thermoplastic ini digunakan sebagai bahan baku industri tekstil dan plastik.

Ethylene glycoldibuat dariethylene oxidedan air melalui proses hidrolisis di dalam reaktor fixed bed multitubular dengan bantuan katalis amberjet 4200 cl pada suhu 84,85 oC dan tekanan 11 atm dengan konversi 90 %. Pabrik ethylene glycol ini, akan didirikan di Cilegon Banten Provinsi Banten dan direncanakan memproduksi ethylene glycol sebanyak 90.000 ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun.

Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik berupa sistem pengolahan dan penyediaan air, sistem penyediaan steam, chilled ammonia, sistem penyediaan udara instrumen, dan sistem pembangkit tenaga listrik.

Analisa kelayakan prarancangan pabrikethylene glycolsebagai berikut :

Fixed Capital Investment(FCI) = Rp. 415.574.185.757

Working Capital Investment(WCI) = Rp. 73.336.621.016

Total Capital Investment(TCI) = Rp. 488.910.806.773

Break Even Point(BEP) = 33,33 %

Pay Out Time before Taxes(POT)b = 1,11 tahun

Pay Out Time after Taxes(POT)a = 1,35 tahun

Return on Investment before Taxes(ROI)b = 67,95 %

Return on Investment after Taxes(ROI)a = 54,36 %

Discounted Cash Flow(DCF) = 55,19 %

Shut Down Point(SDP) = 23,68 %

(4)

ABSTRACT

MANUFACTURE OF ETHYLENE GLYCOL FROM ETHYLENE OXIDE AND WATER

CAPACITY 90.000 TONS/YEAR (Design Distillation Column (DC-301))

By

Indri Febrian Esa Tika

The neecessity of Indonesia about ethylene glycol (C2H4(OH)2) , mainly as raw material in polyester industry is much enough. Polyester is polymer compound type thermoplastic, that is used as raw material in textile and pastic industry.

Ethylene glycol is made from ethylene oxide and water through hydrolysis process in fixed bed multitubular reactor by using catalyst amberjet 4200 cl in temperature 84,85 oC and pressure 11 atm with 90% conversion. This industry will be planted in the region of Cilegon in Banten Province, and will be planned produce 90.000 tons/year of ethylene glycol, in operating time 24 hours/day, 330 days/year.

The supplying requirements of utility plant are namely treatment system and water supply, steam supply systems, chilled ammonia, instrument air supply systems, and power generation systems.

Feasibility analysis manufacture of ethylene glycol are :

Fixed Capital Investment(FCI) = Rp. 415.574.185.757

Working Capital Investment(WCI) = Rp. 73.336.621.016

Total Capital Investment(TCI) = Rp. 488.910.806.773

Break Even Point(BEP) = 33,33 %

Pay Out Time before Taxes(POT)b = 1,11 tahun

Pay Out Time after Taxes(POT)a = 1,35 tahun

Return on Investment before Taxes(ROI)b = 67,95 %

Return on Investment after Taxes(ROI)a = 54,36 %

Discounted Cash Flow(DCF) = 55,19 %

Shut Down Point(SDP) = 23,68 %

(5)

iii

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI iii

DAFTAR TABEL v

DAFTAR GAMBAR vii

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik ... 1

1.2 Kegunaan Produk ... 3

1.3 Kapasitas Rancangan ... 4

1.3.1 Kebutuhan Pasar ... 4

1.3.2 Ketersediaan Bahan Baku ... 6

1.3.3 Kapasitas Pabrik Minimum ... 6

1.4 Lokasi Pabrik ... 7

1.4.1 Pemasaran Produk ... 7

1.4.2 Penyediaan Bahan Baku ... 9

1.4.3 Sarana Transportasi ... 10

1.4.4 Utilitas ... 10

1.4.5 Kebijaksanaan Pemerintah ... 11

1.4.6 Kondisi Tanah Dan Daerah ... 11

II. DESKRIPSI PROSES 2.1 Macam - macam Proses ... 12

2.2 Pemilihan Proses ... 14

2.3 Diagram Alir Proses ... 19

III. SPESIFIKASI BAHAN DAN PRODUK 3.1 Bahan Baku ... 23

3.2 Produk ... 26

IV. NERACA MASSA DAN ENERGI 4.1 Neraca Massa ... 29

4.2 Neraca Energi ... 35

V. SPESIFIKASI PERALATAN 5.1 Peralatan Proses ... 42

VI. UTILITAS 6.1 Unit Pendukung Proses ... 70

6.1.1 Unit Penyediaan Air ... 70

6.1.2 Unit PenyediaanSteam ... 88

6.1.3 Unit PenyediaanChiller ... 89

(6)

iv

6.1.5 Unit Penyediaan Bahan Bakar ... 92

6.1.6 Unit Penyediaan Udara tekan ... 92

6.2 Laboratorium ... 93

6.3 Instumentasi Dan Pengendalian Proses ... 96

VII. TATA LETAK DAN LOKASI PABRIK 7.1 Lokasi Pabrik ... 99

7.2 Tata Letak Pabrik ... 101

7.3 Prakiraan Areal Lingkungan ... 102

VIII SISTEM MANAJEMEN DAN ORGANISASI PERUSAHAAN 8.1 Bentuk Perusahaan ... 105

8.2 Deskripsi Jabatan ... 106

8.3 Hari Libur Karyawan ... 115

8.4 Jam Kerja ... 116

8.5 Sistem Pengupahan ... 119

8.6 Kesejahteraan Karyawan ... 122

8.7 Kesehatan dan Keselamatan Kerja ... 123

IX. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI 9.1 Investasi ... 126

9.2 Evaluasi Ekonomi ... 129

9.3 Angsuran Pinjaman ... 131

9.4 Discounted Cash Flow ... 131

X. SIMPULAN DAN SARAN 10.1 Simpulan ... 133

10.2 Saran ... 133

(7)

v

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1.1 Perkembangan ImporEthylene glycoldi Indonesia 5

1.2 KonsumenEthylene glycolIndonesia tahun 2008 8

2.2 Perbandingan Proses 19

4.1 Neraca Massa Reaktor (R-201) 30

4.2 Neraca MassaEvaporator(EV-201) 30

4.3 Neraca MassaDistillation Column(DC-301) 30

4.4 Neraca MassaCondensor (CD-301) 31

4.5 Neraca MassaReboiler(RB-301) 31

4.12 Neraca MassaEvaporator(EV-302) 33

4.16 Neraca Massa Mix Point (MP-102) 35

4.17 Neraca Massa Mix Point (MP-101) 35

4.18 Neraca Panas Mix Point (MP-102) 36

4.19 Neraca Panas Mix Point (MP-101) 36

4.20 Neraca Panas Heat Exchanger (MP-101) 36

4.21 Neraca Panas Reaktor (R-201) 37

4.22 Neraca Panas Evaporator (EV-301) 37

4.23 Neraca Panas Condenser (CD-301) 37

(8)

vi

4.25 Neraca Panas Heat Exchanger (HE-301) 38

4.26 Neraca Panas Distillation Column (DC-301) 38

4.29 Neraca Panas Evaporator (EV-302) 39

4.30 Neraca Panas Condensor (CD-305) 39

4.31 Neraca Panas Cooler (C-302) 39

6.1 Peralatan Yang Membutuhkan Pendingin 73

6.2 Peralatan Yang Membutuhkan Steam 77

6.3 Peralatan Yang Menggunakan Air Proses 80

6.4 Kebutuhan Air Pabrik 80

6.5 Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendali 98

6.6 Penyediaan Variabel Utama Proses 98

8.1 Siklus PergantianShiftdalam Satu Bulan 116

8.2 Jumlah Operator Proses dan Utilitas Berdasarkan Jenis Alat 119

6.4 Jumlah Karyawan 120

9.1 Fixed Capital Investment 126

9.2 Manufacturing Cost 127

9.3 General Expenses 128

(9)

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1.1 Prediksi Kenaikkan Jumlah ImporEthylene glycoldi

Indonesia 5

6.1 Cooling Tower 75

6.2 Diagram Cooling Water System 76

6.3 Daerator 79

6.4 Diagram Alir Pengolahan Air 81

6.5 Diagram Ammonia Refrigerant Sistem 90

7.1 Peta Kabupaten Banten 102

7.2 Tata Letak Pabrik 103

7.3 Tata Letak Alat Proses 104

8.1 Struktur Organisasi Perusahaan 124

9.1 Grafik Analisis Ekonomi 130

(10)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Kalianda, pada tanggal 24 Februari 1989, sebagai putra

tunggal, dari pasangan Bapak Parsaulian Tanjung dan Ibu Agusnel.

Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar Negeri 2 Way Urang Kalianda

pada tahun 2000, Sekolah Menengah Pertama Al-Kautsar Bandar Lampung pada

tahun 2003, dan Sekolah Menengah Atas Al-Kautsar Bandar Lampung pada tahun

2006.

Pada tahun 2006, penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui Seleksi Penerimaan Mahasiswa

Baru Jalur Penelusuran Minat dan Kemampuan Akademis (PMKA) 2006.

Pada tahun 2010, penulis melakukan Kerja Praktek di P.T. Pupuk Sriwidjaja

Sumatra Selatan dengan Tugas Khusus “Evaluasi Kinerja Ammonia Converter

(D-105)”. Selain itu, penulis melakukan penelitian pada tahun 2011 dengan judul

“Penentuan Jumlah Biomassa Optimum Mikroalga Nannochloropsis ocullata

(11)

Sebuah Karya kecilku....

Dengan segenap hati kupersembahkan tugas akhir ini kepada:

Allah SWT,

Atas kehendak-Nya semua ini ada

Atas rahmat-Nya semua ini aku dapatkan

Atas kekuatan dari-Nya aku bisa bertahan.

Orang tuaku sebagai tanda baktiku, terima kasih atas segalanya,

doa, kasih sayang, pengorbanan, dan keikhlasannya.

Ini hanyalah setitik balasan yang tidak bisa dibandingkan dengan

berjuta-juta pengorbanan dan kasih sayang

yang tidak pernah berakhir.

Adik-adikku atas segalanya, kasih sayang dan doa.

Dosen-dosenku sebagai tanda hormatku,

terima kasih atas ilmu yang telah diberikan.

(12)

MOTTO

Do not ever feel afraid to try the new thing because that will

(13)

SANWACANA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang Mahakuasa dan Maha

Penyayang, atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga tugas akhir ini dengan

judul “Prarancangan Pabrik Ethylene Glycol dari Ethylene Oxide dan Air

Kapasitas Sembilan Puluh Ribu Ton Per Tahun” dapat diselesaikan dengan baik.

Tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat guna

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

Universitas Lampung.

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

pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibunda Panca Nugrahini F., S.T., M.T. , selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia

Universitas Lampung.

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

memberikan pengarahan, masukan, bimbingan, kritik dan saran selama

penyelesaian tugas akhir. Semoga ilmu bermanfaat yang diberikan dapat

berguna dikemudian hari.

3. Ibu Simparmin br. Ginting, S.T., M.T. , selaku Dosen Pembimbing II, atas

ilmu, saran, masukan dan pengertiannya dalam penyelesaian tugas akhir.

4. Bapak M. Hanif, S.T.,M.T. dan Ibunda Panca Nugrahini F., S.T., M.T., selaku

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

(14)

5. Seluruh Dosen Teknik Kimia Universitas Lampung, atas semua ilmu dan

bekal masa depan yang akan selalu bermanfaat.

6. Keluargaku tercinta, Papa dan Mama, atas pengorbanan, doa, cinta dan kasih

sayang yang selalu mengiringi disetiap langkahku. Adik-adik ku Riski

Aprianto dan Hendri Hidayat serta Opung atas kasih sayang, doa, dukungan,

kepercayaan, ketulusan, bantuan dan semangat. Semoga Allah yang

Mahakuasa dan Maha Penyayang memberikan perlindungan dan Karunia-Nya.

7. Yendra Natalis Maulana, selaku rekan seperjuangan dalam suka dan duka

yang telah membantu penulis dalam penyelesaian laporan tugas akhir.

8. Teman-teman seperjuangan di Teknik Kimia Made, Rian Bolang, Didik,

Akbar gendut, Syah Lutfi, Alfian, Bude, Aji, Dicko, Raras, Opik, Falah, Dana,

Angga, , Shelin, Mala, Nandha, Riko, Komenk, Ucok (Mesin 2005), Agam,

Bunga, Tri, Mpeb, Yaya, Echa ’10, Sika, kakak-kakak angkatan 2002-2005

dan adik-adik angkatan 2007-2011 yang tidak bisa disebutkan satu persatu.

Terimakasih atas bantuannya selama penulis menyelesaikan tugas akhir ini.

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

Semoga Allah membalas semua kebaikan mereka terhadap penulis dan semoga

skripsi ini berguna.

Bandar Lampung, 25 Juli 2012

Penulis,

(15)

DAFTAR PUSTAKA

Altioka M. Riza and Sema Akyalcin, 2009, Kinetics of the Hydration of Ethylene

Oxide in the presence of Heterogeneous Catalys”, Departement of Chemical Engineering, Anadolu University, 26555 Eskisehir, Turkey

Badan Pusat Statistik, 2010,Statistic Indonesia, www.bps.go.id, Indonesia

Brown.G.George., 1950,Unit Operation 6ed, Wiley&Sons, USA.

Brownell.L.E. and Young.E.H., 1959, Process Equipment Design 3ed, John Wiley & Sons, New York.

Coulson.J.M. and Ricardson.J.F., 1983, Chemical Engineering vol 6, Pergamon Press Inc, New York.

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

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

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

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

Kelly, 2011, Employment Outlook and Salary Guide 2011.

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

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

McCabe.W.L. and Smith.J.C., 1985,Operasi Teknik Kimia, Erlangga, Jakarta.

(16)

Megyesy.E.F., 1983, Pressure Vessel Handbook, Pressure Vessel Handbook Publishing Inc, USA.

Perry.R.H. and Green.D., 1997, Perry’s Chemical Engineer Handbook 7th ed, McGraw-Hill Book Company, New York.

Peter.M.S. and Timmerhause.K.D., 1991, Plant Design an Economic for Chemical Engineering 3ed, McGraww-Hill Book Company, New York.

Powell, S.T., 1954, “Water Conditioning for Industry”, Mc Graw Hill Book Company, New York.

Raju, 1995, Water Treatment Process, McGraw Hill International Book Company, New York

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

Treyball.R.E., 1983,Mass Transfer Operation 3ed, McGraw-Hill Book Company, New York.

Ulmann, 2007. “Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry”. VCH Verlagsgesell Scahft, Wanheim, Germany.

Ulrich.G.D., 1984, A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics. John Wiley & Sons Inc, New York.

Wahyu, 2010,Proses Pengolahan Air, www.zeofilt.wordpress.com, Indonesia

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

Yaws, C.L., 1999,Chemical Properties Handbook, Mc Graw Hill Book Co., New York

http://alibaba.com/

http://daftarperusahaanindonesia.com/

www.icis.com., Accesed Maret 2011

www.matches.com, Accesed February 2011

(17)

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik

Indonesia merupakan sebuah Negara yang sedang berkembang dimana sektor

industri mengalami peningkatan. Namun, beberapa komoditas yang diperlukan

masyarakat masih mengandalkan impor dari luar negeri dan mengakibatkan

berkurangnya devisa negara. Untuk menanggulangi masalah ini, maka

diperlukan pembangunan industri–industri baru yang memproduksi komoditas

impor untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri bahkan dapat diekspor.

Salah satu komoditas yang masih mengimpor dari luar negeri adalah ethylene

glycol. Produk ini hanya diproduksi oleh satu produsen saja di Indonesia, yaitu

PT Polychem Indonesia Tbk. dengan kapasitas produksi 210.000 ton per tahun.

Sedangkan untuk mencukupi kebutuhan, kekurangan ethylene glycol diperoleh

dengan mengimpor. Lima negara yang pasokannya paling besar adalah Arab

(18)

2

Secara komersial, sebagian besar penggunaan ethylene glycol di Indonesia

adalah sebagai bahan baku industri polyester (tekstil) yaitu sebesar 93 %.

Sedangkan sisanya digunakan sebagai bahan baku tambahan pada pembuatan

cat, cairan rem, solven, alkyn resin, tinta cetak, tinta bolpoin, foam stabilizer,

kosmetika, dan bahan anti beku.

Salah satu proses yang digunakan untuk memproduksi ethylene glycol adalah

proses hidrasi ethylene oxide. Bahan baku yang digunakan untuk proses ini

adalah ethylene oxide dan air. Pabrik ethylene glycol dengan proses hidrasi

ethylene oxide tergolong dalam pabrik dengan tingkat resiko yang relatif

rendah hingga menengah. Hal ini karena proses tersebut tidak banyak

menangani bahan-bahan yang berbahaya maupun gas-gas dengan tekanan

tinggi. Bahan-bahan yang ada di dalam alat tetap berada dalam fasa cair

sehingga relatif lebih rendah resikonya. Faktor yang cukup berbahaya ialah sifat

ethylene glycolyang beracun dan mudah terbakar.

Berdasarkan kebijakan pemerintah dalam bidang investasi, pemerintah masih

membuka kesempatan investasi bagi industri ethylene glycol di Indonesia. Hal

ini terlihat dalam Daftar Negatif Investasi (DNI) yang tertuang dalam Keppres

No. 54 tanggal 10 Juni 1993. Keppres tersebut menyebutkan bahwa ethylene

glycol tidak termasuk dalam bidang industri tertutup bagi penanaman modal,

(19)

3

Berdasarkan pertimbangan di atas, maka pabrik ethylene glycoljenis polyester

gradelayak didirikan di Indonesia dengan alasan sebagai berikut :

1. Kebutuhanethylene glycol jenispolyester grade sebesar 93 % dari total

kebutuhanethylene glycoldi Indonesia.

2. Pendirian pabrik ethylene glycol dapat memenuhi kebutuhan dalam

negeri.

3. Menghemat devisa Negara.

4. Membuka lapangan kerja baru.

1.2 Kegunaan Produk

Aplikasiethylene glycol dalam industri, khususnya di Indonesia sebagian besar

digunakan sebagai bahan baku industri polyester. Polyester yang merupakan

senyawa polimer jenisthermoplasticini digunakan sebagai bahan baku industri

tekstil dan plastik. Disamping dapat dibuat serat yang kemudian dipintal

menjadi benang, juga bisa dibuat langsung menjadi benang filament untuk

produk tekstil.

Polyesterini dapat juga dibentuk (dicetak) sebagai bahan molding seperti pada

pembuatan botol plastik. EG yang mempunyai kandungan besi dan klorida

tinggi digunakan sebagai kapasitor karena tekanan uapnya rendah, tidak korosif

(20)

4

Produk samping Di-ethylene glycol (DEG) digunakan sebagai resin organik

sintesis, pendingin refrigator, industri unsaturated polyester resin (UPR),

minyak rem, solven industri, dan sebagai bahan peledak. Tri-ethylene glycol

(TEG) digunakan sebagai pelarut karena mempunyai titik didih tinggi, sebagai

sterilisasi pada tekanan atmosfer, sebagai medium untuk heat transfer,

pengeringan gas alam dan pembersihan bahan kimia(Naveed, 2005 @docstoc.com).

1.3 Kapasitas Rancangan

Kapasitas produksi dari pabrik akan mempengaruhi perhitungan teknis maupun

ekonomis dalam perancangan pabrik. Semakin besar kapasitas produksi maka

kemungkinan keuntungan juga akan semakin besar. Faktor-faktor yang harus

dipertimbangkan dalam menentukan kapasitas produksi antara lain :

1. Kebutuhan pasar

2. Ketersediaan bahan baku

3. Kapasitas minimum pabrik

1.3.1 Kebutuhan Pasar

Ethylene glycol merupakan bahan baku utama untuk pembuatan serat

polyester. Kebutuhan ethylene glycol di Indonesia selama ini terus

mengalami peningkatan. Pemenuhan kebutuhanethylene glycoldalam negeri

sampai saat ini dengan melakukan impor dari beberapa negara seperti Arab

Saudi, Singapura, Kuwait, Kanada dan India dan beberapa negara lainnya.

(21)

5

Polychem Indonesia Tbk. dengan kapasitas produksi 210.000 ton per tahun,

sehingga belum bisa memenuhi seluruh kebutuhan ethylene glycol dalam

negeri. Perkembangan imporethylene glycol di Indonesia dapat dilihat pada

tabel 1.1.

Tabel 1.1 Perkembangan ImporEthylene glycol di Indonesia

TAHUN IMPOR (KG)

2006 249.658.344

2007 247.638.995

2008 321.971.922

2009 319.940.264

2010 396.393.017

(Sumber : BPS, 2010)

Gambar 1.1 Prediksi Kenaikkan Jumlah ImporEthylene glycol

Di Indonesia

Prediksi kenaikan imporethylene glycoldi Indonesia menggunakan

persamaan, y = 17767x3+ 4E+06x2+ 6E+06x + 2E+08, dengan x = tahun ke-. Berdasarkan data diatas, diambil sampai tahun 2016 atau tahun ke-11,

y = 177678x3_{+ 4E+06x}2_{+ 6E+06x +}

2E+08 R² = 0.9111

0 50,000,000 100,000,000 150,000,000 200,000,000 250,000,000 300,000,000 350,000,000 400,000,000 450,000,000

0 1 2 3 4 5 6

(22)

6

sehingga jumlah impor pada tahun 2016 yaitu tahun ke-11 dapat di

perkirakan dengan memasukkan nilai x = 11, sehingga diperoleh jumlah

impor sebesar 753.837 ton.

1.3.2 Ketersediaan Bahan Baku

Bahan baku pembuatanethylene glycoladalahethylene oxidedan air. Pabrik

ethylene oxidehingga saat ini belum terdapat di Indonesia sehingga ethylene

oxide diperoleh melalui impor dari negara China. Pabrik-pabrik penghasil

ethylene oxide di China yaitu Sinopec Zhenhai Refining & Chemical

Company (ZRCC), Sinopec Shanghai Petrochemical Company Limited

(SPC), Sinopec Yangzi Petrochemical Company Limited (SPC), CNOOC

and Shell Petrochemicals Company Limited (CSPC) dll.

Kebutuhan bahan baku air dapat dipenuhi melalui pengolahan air sungai, air

sumur artesis maupun air laut. Untuk wilayah Indonesia, ketersediaan air

baku tersebut dapat dengan mudah dipenuhi dalam jumlah besar dan

kontinyu.

1.3.3 Kapasitas pabrik minimum

Kapasitas pabrik ethylene glycol yang sudah beroperasi memiliki kapasitas

210.000 ton/tahun, pabrik ini dibagi menjadi dua plant, dimana plant

pertama dengan kapasitas produksi 120.000 ton per tahun dan plant kedua

(23)

7

sebesar 753.837 ton. Untuk mengurangi impor maka digunakan kapasitas

minimal 11,94% dari 753.837 ton sehingga kapasitas pabrik sebesar 90.000

ton/tahun layak didirikan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan

mengurangi ketergantungan impor.

1.4 LOKASI PABRIK

Penentuan lokasi pabrik sangat penting dalam menentukan keberhasilan dan

kelangsungan produksi suatu pabrik. Ada beberapa alternatif lokasi yang dapat

dipilih antara lain Purwakarta, Cilegon, dan Tangerang. Dari ketiga alternatif di

atas, maka lokasi pabrikethylene glycolditetapkan di Krakatau Industrial Estate

Cilegon (KIEC) propinsi Banten, dengan alasan sebagai berikut :

1.4.1 Pemasaran Produk

Untuk pemasaran produk perlu diperhatikan letak pabrik dengan pasar yang

membutuhkan produk tersebut guna menekan biaya pendistribusian ke lokasi

pasar dan waktu pengiriman. Produk ethylene glycol jenis polyester grade

ditujukan terutama untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri.

Pabrik-pabrik yang memanfaatkan EG sebagai bahan bakunya antara lain

pabrik Polyester staple fiber (PSF), Polyester filamint yarn (PFY), dan

Polyester terephtalat resin (PET) untuk membuat plastik, terutama botol dan

film. EG juga digunakan sebagai bahan baku Nylon filament yarn (NFY),

(24)

8

samping Diethylene glycol (DEG) dimanfaatkan di industri Unsaturated

polyester resin (UPR), minyak rem, dan industri solvent. Sedangkan produk

samping Tri-ethyleneglycol (TEG) dipakai untuk pengeringan gas alam dan

pembersihan bahan kimia.

Table 1.2 berikut menyajikan konsumen ethylene glycol Indonesia Tahun

2008.

Tabel 1.2 KonsumenEthylene glycolIndonesia Tahun 2008

Industri Produk Lokasi Propinsi

PT.Teijin Indonesia Fiber Co. PSF/PFY Tangerang Banten

PT. Susila Indah Fiber PSF/PFY Tangerang Banten

PT. Indonesia Toray Synthesics PSF/PFY Tangerang Banten

PT. Polyfin Canggih PSF/PFY Tangerang Banten

PT. Polysindo Eka Perkasa PSF/PFY Karawang Banten

PT. Indorama Synthetics PSF/PFY Purwakarta Banten

PT. Panasia Indosyntec PSF/PFY Bandung Jawa Barat

PT. ITS PSF/PFY/NFY Tangerang Banten

PT. Kukuh Manunggal Fiber Industries PSF Tangerang Banten

PT. Tri Rempoa Solo Synthetic Fact PSF Jakarta Jakarta

PT. Sungkyong Keris PFY Tangerang Banten

PT.KOHAP Indonesia PFY Tangerang Banten

PT. Vastec Prima Industries PFY Bandung Jawa Barat

PT. Central Filamen PFY Bandung Jawa Barat

PT. Polyfibre Industries PFY Sumedang Jawa Barat

PT. Polypet Karya Persada PET Resin Anyer Banten

(25)

9

Lanjutan Tabel 1.2 KonsumenEthylene glycolIndonesia Tahun 2008

Industri Produk Lokasi Propinsi

PT. Petnesia Resindo PET Resin Tangerang Banten

PT. INDORAMA SYNTHETIC PET Resin Purwakarta Jawa Barat

PT. Filamendo NFY Tangerang Banten

PT. Shinta Nylon Utama NFY Bekasi Jawa Barat

PT. Indaci NFY Purwakarta Jawa Barat

(Sumber : CIC No.421, 2008 dalam Basri, 2010)

Berdasarkan Tabel 1.2 terlihat bahwa sebagian besar industri yang

menggunakan ethylene glycol sebagai bahan baku utamanya berada di

Propinsi Banten. Sehingga Cilegon merupakan daerah yang sangat

menguntungkan untuk pemasaran produk.

1.4.2 Penyediaan Bahan Baku

Sumber bahan baku merupakan faktor yang paling penting dalam pemilihan

lokasi pabrik terutama pada pabrik yang mengkonsumsi bahan baku yang

sangat besar. Hal ini dapat mengurangi biaya transportasi dan penyimpanan

sehingga perlu diperhatikan harga bahan baku, jarak dari sumber bahan baku,

biaya transportasi, ketersediaan bahan baku yang berkesinambungan dan

penyimpanannya. Apabila bahan baku didapatkan dengan cara mengimpor

maka yang harus diperhatikan adalah jarak pabrik ke pelabuhan.

Bahan baku pembuatan ethylene glycol adalah ethylene oxide dan air. Bahan

(26)

10

Cina . Jarak antara pelabuhan Internasional Bojonegara dan kawasan industri

KIEC relatif dekat ± 6 km. Sedangkan bahan baku air proses diperoleh dari

sungai Cidanau Cilegon.

1.4.3 Sarana Transportasi

Sarana transportasi diperlukan dalam mengangkut bahan baku dan pemasaran

produk. Krakatau Industrial Estate Cilegon (KIEC) dekat dengan pelabuhan

Internasional Bojonegara (6 km) yang mempermudah penerimaan bahan baku.

Selain itu kawasan tersebut juga dekat dengan sarana dan prasarana

transportasi seperti jalan tol Jakarta-Merak, Bandara Soekarno-Hatta dan

sarana pengangkutan dengan kereta api. Hal ini akan memberikan kemudahan

dalam pengiriman produk, operasional administrasi dan pengelolaan

manajemen perusahaan.

1.4.4 Utilitas

Kebutuhan air baku dapat dipenuhi dari Sungai Cidanau dan PT Krakatau

Tirta Industri yang mempunyai kapasitas 2.000 liter per detik (treatment

capacity).

Sedangkan sumber listrik dapat dipenuhi dari PT Krakatau Daya Listrik,

disamping itu energi listrik juga dapat diproduksi sendiri menggunakan Diesel

(27)

11

1.4.5 Kebijaksanaan pemerintah

Sesuai dengan kebijakan pengembangan industri, Pemerintah telah

menetapkan daerah Cilegon sebagai kawasan industri yang terbuka bagi

investor asing. Pemerintah sebagai fasilitator telah memberikan

kemudahan-kemudahan dalam perizinan, pajak dan hal-hal lain yang menyangkut teknis

pelaksanaan pendirian suatu pabrik.

1.4.6 Kondisi tanah dan daerah

Kondisi tanah yang relatif masih luas dan merupakan tanah datar sangat

menguntungkan. Selain itu, Kota Cilegon merupakan salah satu kawasan

industri di Indonesia sehingga pengaturan dan penanggulangan mengenai

(28)

II. DESKRIPSI PROSES

2.1 Macam–Macam Proses

1. Proses Formaldehid Du Pont

Tahap-tahap reaksi formaldehid Du-Pont untuk memproduksi MEG sebagai

berikut :

CH2O + CO + H2O HOCH2COOH

700 atm

HOCH2COOH + CH3OH HOCH2COOCH3 + H2O

HOCH2COOCH3 + 2H2

,

HOCH2CH2OH + CH3OH

Pada pembuatan EG dengan proses ini, formaldehid direaksikan dengan karbon

monoksida dengan air pada suhu 200 oC dan tekanan 700 atm untuk menghasilkan asam glikolat. Asam glikolat ini diesterifikasi dengan methanol

atau propanol dengan produk alkyl glikolat, dan dihidrogenasi pada fase uap

pada suhu 200oC dan tekanan 30 atm dengan menggunakan katalis kromat yang akan menghasilkan EG dan alcohol dengan yield ethylene glycol 75 %. (Naveed,

(29)

13

2. Proses Hidrasi melalui Ethylene Karbonat

Dengan metode ini, Ethylene Glikol (EG) dapat dibuat dari hidrasi EO melalui

perantara Ethylene Karbonat.

CH2OCH2 + CO2

Ethylene Oksida Ethylene Karbonat

Ethylene Karbonat Ethylene Glikol

Pada tahap pertama proses ini, EO direaksikan dengan CO2 yang akan

membentuk ethylene karbonat (temperatur 80–120 °C dan tekanan 51,32 atm

(5.2 MPa). Ethylene karbonat ini dihidrasi dalam fase cair pada tekanan 14,5 atm

dan temperatur 150 oC sehingga terbentuklah ethylene glycol (EG) dengan selektivitas 99 %. EG yang terlarut dipisahkan dari zat-zat lain yang akan

direcycle ke reaksi hidrolisa. Proses ini digunakan pada tahun 1970an dan

sekarang sudah tidak digunakan lagi.(Naveed, 2005 @docstoc.com)

3. ProsesHydolysis Ethylene Oxide

Proseshydolysis ethylene oxide adalah proses pembuatan ethylene glycol dengan

mereaksikan air dan ethylene oxide dalam reaktor fixed bed catalytic

non-adiabatik isothermal. Ethylene oxide murni atau campuran air dengan ethylene

oxide (keduanya dalam fasa cair), digabungkan dengan air recycle dengan

perbandingan molethylene oxidedengan air 1 : 5, dikondisikan hingga mencapai HOCH2CH2OH + CO2

C=O + H2O H2C-O

H2C-O

C=O H2C-O

(30)

14

kondisi reaksi dalam reaktor yaitu temperature 84,850C dan tekanan 11 atm dengan yield 95–96 % .

C H _{( )}+ _{( )} , ; ( ) _{( )} ... (1)

ethylene oxide air mono-ethylene glycol

Dengan Reaksi Samping

• Reaksi pembentukandi-ethylene glycol

C H ( )+ ( ) ( )

, ;

( ) ( ) ……...……….(2)

di-ethylene glycol

• Reaksi pembentukantri-ethylene glycol

C H _{( )}+ ( ) _{( )} , ; ( ) _{( )} ………(3)

tri-ethylene glycol

Selektifitas dari reaksi utama mencapai 90%, dan reaksi samping pembentukan

di-ethylene glycoldantri-ethylene glycolmasing-masing 9% dan 1%.(Weissermel, 1997)

2.2 Pemilihan Proses

Dalam pemilihan proses mempertimbangkan beberapa faktor seperti kondisi

operasi, jumlah reaksi, panas reaksi pembentukan dan energy bebas gibbs pada

(31)

15

 Pemilihan proses meninjau dari panas reaksi pembentukan pada keadaan standar

Data dari : Chem-Cad

diperoleh :

Δ Hf pada 25oC :

Δ HfCH2O = -108,57 kJ/mol

Δ HfCO = -110,525 kJ/mol

Δ HfH2O = -241,818 kJ/mol

Δ HfC2H4O3 = -585,05 kJ/mol

Δ HfCH4O = -200,94 kJ/mol

Δ HfC3H6O3 = -465,9 kJ/mol Δ HfC2H6O2 = -392,201 kJ/mol Δ HfC2H4O = -52,6302 kJ/mol Δ HfCO2 = -393,52 kJ/mol Δ HfC3H4O3 = -506,9 kJ/mol

 Ditinjau dari (energi bebas gibbs) :

=

Data : = -109,9 kj/mol

= -137,16 kj/mol

= -228,59 kj/mol

= -506,89 kj/mol

= -162,32 kj/mol

= -337,2 kj/mol

= -301,801 kj/mol

= -13,2301 kj/mol

(32)

16

= -410 kj/mol

1. Proses Du-Pont

Reaksi :

CH2O + CO + H2O HOCH2COOH

HOCH2COOH + CH3OH HOCH2COOCH3 + H2O HOCH2COOCH3 + 2H2 HOCH2CH2OH + CH3OH

Δ Hr (25 C) = Δ Hf produk-Δ Hf reaktan

Δ Hr-1 = _{(Δ Hf}_C2H4O3)-_{(Δ Hf}_{CH2O +}_{Δ Hf}_{CO +}_{Δ Hf}_{H2O )}

= (-585,05)–(-241,818-110,525-108,57)

= -585,05–(-460,913)

= -124,137 kj/mol

Δ Hr-2 =(Δ HfC3H6O3+Δ HfH2O)-(Δ HfC2H4O3+Δ HfCH3OH )

= (-465,9-241,818)–(-200,94-585,05)

= -707,718-(-785,99)

= 78,272 kj/mol

Δ Hr-3 =(Δ HfC2H6O2+Δ HfCH3OH)-(Δ HfC3H6O3)

= (-392,201-2004,94)–(-465,9)

= -127,241 kj/mol

∆Η298 =Δ Hr-1+Δ Hr-2+Δ Hr-3

= -124,137 + 78,272 + (-127,241)

(33)

17

=

Reaksi-1 = -506,89–(-228,59-137,16-109,9)

= -31,24 kj/mol

Reaksi-2 = (-228,59-337,2)–(-506,89-162,32)

= 103,42 kj/mol

Reaksi-3 = (-162,32-301,801)–(-337,2)

= -126,921 kj/mol

total = -54,741 kj/mol

2. Proses Hidrasi melalui Ethylene Karbonat

Reaksi :

CH2OCH2 + CO2

Δ Hr (25 C) = Δ Hf produk-Δ Hf reaktan

Δ Hr-1 = (Δ HfC3H4O3)-(Δ HfC2H4O +Δ HfCO2) = - 506,9–(-393,52-52,6303)

= - 60,7497 kj/mol

Δ Hr-2 = (Δ HfC2H6O2+Δ HfCO2)-(Δ HfC3H4O3+Δ HfH2O ) = (-392,201-393,52)–(-241,818-506,9)

= -785,721–(-748,718)

= -37,003 kj/mol

HOCH2CH2OH + CO2 C=O + H2O

H2C-O H2C-O

C=O H2C-O

(34)

18

∆Η298 = Δ Hr-1+Δ Hr-2 = - 60,7497 - 37,003

= -97,7527 kj/mol

=

Reaksi-1 = -410–(-394,41-13,2301)

= -2,3599 kj/mol

Reaksi-2 = (- 394,41-301,801)–(-228,59-410)

= -57,621 kj/mol

total = -59,9809 kj/mol

3. ProsesHydolysis Ethylene Oxide

Reaksi :

C H ( )+ ( ) ( ) ( )

Δ Hr (250C) = Δ Hf produk-Δ Hf reaktan

Δ Hrx =(Δ HfC2H6O2)-(Δ HfC2H4O +Δ HfH2O ) = (-392,201)–(-52,6302-241,818)

= -97,7528 kj/mol

=

= (- 301,801)–(-228,59-13,2301)

(35)

19

No KETERANGAN PROSES 1 PROSES 2 PROSES 3

1 Kondisi Operasi 700 atm, 200oC 14,5 atm,150oC 11 atm, 84,85oC 2 Jenis Reaktor Fixed bed Fixed bed Fixed bed

3 Bahan baku Formaldehid,

CO,H2O dan

methanol

Ethylene oksida,

CO2dan H2O

Ethylene oksida

dan air

4 ∆Η298 -173,106 kj/mol -97,7527 kj/mol -97,7528 kj/mol

5 Jumlah Reaktor 3 2 1

6 Katalis Cromat tellurium Amberjet4200

7 -54,741 kj/mol -59,9809 kj/mol -59,9809 kj/mol

Berdasarkan dari tabel diatas maka dipilihlah proses 3 untuk pendirian pabrik ini.

Hal ini dikarenakan kondisi operasi tekanan dan temperatur yang rendah sehingga

penanganannya mudah, bahan baku yang digunakan sedikit sehingga menghemat

biaya pembelian bahan baku, jumlah reactor yang di gunakan satu, menggunakan

katalis, reaksi spontan dikarenakan nilai = 59,9809 kj/mol, dan sifat

reaksi eksotermis dengan nilai = 97,7528kj/mol.

2.3 DIAGRAM ALIR PROSES

2.3.1 Langkah Proses

Ethyleneglycoldari reaksi hidrasi air dan ethylene oksida dapat dibagi menjadi

tiga tahapan proses :

a. Tahap penyiapan bahan baku

b. Tahap reaksi hidrasi

c. Tahap pemisahan produk

(36)

20

a. Tahap Penyiapan Bahan Baku

Tahap penyiapan bahan baku bertujuan untuk mengkondisikan umpan agar

sesuai kondisi reaktor, yaitu suhu reaktan masuk reaktor 84,85 oC dan tekanan reaktor 11 atm.

• Ethylene oksida (EO)

Bahan baku ethylene oksida diambil dari tangki penyimpanan (ST-101) pada

kondisi cair dingin, dengan tekanan tangki 2,5 atm dan suhu 30oC. Ethylene oksida dengan kemurnian 99,9% berat dialirkan dengan pompa sentrifugal

P-101 menuju mix point (MP-1).

• Air

Bahan baku air diambil dari tangki penyimpanan air di unit utilitas yang telah

diolah sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan pada fase cair, suhu 30oC dan tekanan 1 atm dialirkan dan di naikkan tekanan hingga 2,5 atm

menggunakan pompa sentrifugal P-102 menuju mix point (MP-1). Ethylene

oxidedan air masuk mix point dengan perbandingan air : ethylene oxida= 5 :

1. Selanjutnya campuran reaktan dari mix point pada kondisi cair dengan

suhu 73,7267 oC dan tekanan 2,5 atm dilewatkan pada HE-101 dengan menggunakan steam sebagai fluida panasnya. Campuran reaktan keluar

(37)

21

b. Tahap Reaksi Hidrolisis

Tahap ini bertujuan untuk mereaksikan ethylene oxide cair dan H2O cair dalam

reactor plug flow reaktor. Reaksi hidrasi menghasilkan produk utama

mono-ethyleneglycol, dan produk samping diethyleneglycol dan triethyleneglycol. Di

dalam reaktor, reaksi terjadi pada fase cair dengan suhu 84,85 oC dan tekanan 11 atm.

Reaksi berlangsung secara non-adiabatis isothermal, sehingga reaktor memerlukan

Pendingin untuk menjaga agar temperatur tetap selama berlangsungnya reaksi.

Kondisi suhu dan tekanan reaktor ditetapkan untuk menjaga agar fase reaktan dan

produk dalam keadaan cair. Cairan produk reaktor dan reaktan sisa keluar reaktor

pada suhu 84,85oC.

Aliran produk keluar dari reaktor masih mengandung sisa reaktan sehingga perlu

dilakukan pemurnian untuk memisahkan sisa ethylene oksida, pemekatan larutan

produk dan pemisahan produk utama dari produk samping.

c. Tahap Pemurnian Produk

Tahap ini dimaksudkan untuk :

• Memekatkan dan memisahkan larutan produk reaktor dengan cara

menguapkan air berlebih dalam larutan tersebut. Pemisahan ini dilakukan

(38)

22

• Memisahkan larutan produk yang telah di pekatkan tadi dari ethylene oxide

dan sisa air yang tidak bereaksi dengan menggunakan kolom distilasi I

(DC-301)

• Memisahkan produk mono-ethyleneglycol dari produk samping

diethyleneglycol dantriethyleneglycol secara destilasi pada kolom destilasi II

(DC-302).

• Memisahkan produk samping diethyleneglycol dari triethyleneglycol secara

(39)

III. SPESIFIKASI BAHAN DAN PRODUK

3.1 Bahan Baku

1. Air

Sifat Fisis

 Berat molekul : 18,015 gr/mol

 Titik leleh (1 atm) : 0oC

 Titik didih (1 atm) : 100oC

 Temperatur kritis : 374,1oC

 Tekanan kritis : 217,67 atm

 Volume kritis : 55,9 ml/mol

 Densitas pada 30oC : 0,995 gr/ml

 Panas pembentukan standar : -68,27 kkal/mol

Sifat Kimia

1. Dengan CO (karbon monoksida) bereaksi membentuk asam formiat

(40)

24

2. Dengan metil format membentuk asam formiat dan metanol

HCOOCH3+ H2O → HCOOH + CH3OH (reaksi 1.21)

(Perry’s, 1999)

2. Ethylene Oksida (EO)

Sifat Fisis

- Berat molekul : 44,05 gr/mol

- Titik didih pada 760 mmHg : 10,4oC

- Titik beku : -112,5oC

- Tekanan uap pada 20oC : 1.095 mmHg - Viskositas pada 20oC : 0,26 cp

- Indeks bias nD : 1,3597

- Densitas pada 20oC : 0,8697 g/ml - Panas penguapan pada 10,4oC : 6,1 kkal/g.mol - Temperature kritis : 195,8oC

- Tekanan kritis : 71 atm

(Kirk Othmer, Vol 9)

Sifat Kimia

 Reaksi dengan air

Reaksi Ethylene oksida dengan air akan menghasilkan ethylene glikol

kemudian bereaksi dengan produk tersebut menghasilkan di- dan tri-ethylene

glikol.

H2C CH2+ HOH CH2OH-CH2OH (reaksi 1.22)

(41)

25

C2H4O + C2H4(OH)2 C4H8O(OH)2 (reaksi 1.23) di-ethylene glikol

C2H4O + C4H8O(OH)2 C6H12O2(OH)2 (reaksi 1.24) tri-ethylene glikol

 Reaksi dengan alkohol

Reaksi Ethylene oksida dengan alkohol akan menghasilkan monoethylene

glikol eter kemudian bereaksi dengan produk tersebut menghasilkan di- dan

tri-ethylene glikol eter.

H2C CH2+ ROH ROCH2-CH2OH (reaksi 1.25)

O monoethylene glikol eter

H2C CH2+ R(OCH2)2H RO(CH2CH2)2OH (reaksi 1.26)

O diethylene glikol eter

 Reaksi dengan ammonia

Reaksi ethylene oksida dengan alkohol akan menghasilkan campuran

mono-, di-, dan tri-ethanol amina.

H2C CH2 + NH3 H2N-CH2-CH2OH (reaksi 1.27)

O monoethanol amina

H2N(CH2)2OH + H2C CH2 (reaksi 1.28) O

(CH2)2OH HN

(CH2)2OH

(42)

26

+ (reaksi 1.29)

(Mc. Ketta, 1984 dalam Basri, 2010) 1.4.3.2. Produk

1. Monoethylene Glikol

Sifat fisis

 BM : 62,07 gr/mol

 Titik didih, 760 mmHg : 197,6oC

 Titik beku : -13oC

 Density : 1,11336 gr/ml

 Panas penguapan, 760 mmHg : 202 kkal/kg

 Panas pembakaran : -283,1 kkal/mol

 Tegangan permukaan, 20oC : 48,4 dyne/cm

 Viskositas, 20oC : 19,83 cp

 Temperature kritis : 446,7oC

Sifat kimia

1. Eter dari monoethylene glikol dapat membentuk ester

ROC2H4OH + R’COOH ROC2H4OOCR’ + H2O (reaksi 1.30) 2. Dapat mengalami oksidasi membentuk glioksal

C2H4(OH)2+ O2 CH2O2+2H2O (reaksi 1.31)

(Mc. Ketta, 1984 dalam Basri,2010) H2C CH2

O

(CH2)2OH N− (CH2)2OH (CH2)2OH Tri-ethanol amina (CH2)2OH

HN

(CH2)2OH

(43)

27

2. Diethylene Glikol

Sifat fisis

 Berat molekul : 106,12 gr/mol

 Titik didih, 760 mmHg : 245,8oC

 Titik beku : -6,5oC

 Flash point : 280oC

 Viskositas pada 20oC : 36 cp

 Panas pembakaran pada 20oC : -2.154,82 kj/gmol

 Temperature kritis : 406,85oC

Sifat kimia

1. Diethylene glikol terkondensasi dengan amina primer membentuk struktur

siklis seperti metil amina.

C4H8O(OH)2 + CH3NH2 (reaksi 1.32)

2. Diethylene glikol bereaksi dengan ethyleneoxide menghasilkan triethylene

glikol.

C4H8O(OH)2+ C2H4O C6H12O2(OH)2 (reaksi 1.33)

(Mc. Ketta, 1984 dalam Basri, 2010) CH2 CH2

O NCH3

(44)

28

3. Triethylene Glikol

Sifat fisis

 Berat Molekul : 150,17 gr/mol

 Titik didih, 760 mmHg : 288oC

 Titik beku : - 4.3oC

 Flash point : 342oC

 Viskositas pada 20oC : 49 cp

 Panas pembakaran pada 25oC : -3,500 kj/gmol

 Temperature kritis : 440oC

 Tekanan kritis : 32.6997 atm

Sifat Kimia

Reaksi triethylene glikol dengan ethylene oksida menghasilkan

tetraethylene glikol.

C6H12O2(OH)2+ C2H4O C8H16O3(OH)2 (reaksi 1.34)

(45)

126

IX. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI

Suatu pabrik layak didirikan jika telah memenuhi beberapa syarat antara lain

keamanan terjamin dan dapat mendatangkan keuntungan. Investasi pabrik

merupakan dana atau modal yang dibutuhkan untuk membangun sebuah pabrik

yang siap beroperasi termasuk untukstart updan modal kerja. Suatu pabrik yang

didirikan tidak hanya berorientasi pada perolehanprofit, tapi juga berorientasi

pada pengembalian modal yang dapat diketahui dengan melakukan uji kelayakan

ekonomi pabrik.

9.1 Investasi

Investasi total pabrik merupakan jumlah dariFixed Capital Investment,

Working Capital Investment,Manufacturing CostdanGeneral Expenses.

1. Fixed Capital Investment(Modal Tetap)

Fixed Capital Investmentmerupakan biaya yang diperlukan untuk

mendirikan fasilitas-fasilitas pabrik secara fisik. FCI terdiri dari biaya

langsung (Direct Cost) dan biaya tidak langsung (Indirect Cost).Fixed

capital investmentpada prarancangan pabrikEthylene glycolditunjukkan

(46)

[image:46.595.115.524.93.404.2]

127

Tabel 9.1 Fixed Capital Investment

FIXED CAPITAL INVESTMENT

Direct Cost

- Purchased equipment-delivered Rp 71.981.671.898

- Purchased equipment installation Rp 39.589.919.544

- Instrumentation dan controls Rp 14.396.334.380

- Piping(Biaya perpipaan) Rp 43.189.003.139

- Electrical (installed) Rp 14.396.334.380 _,

- Buildings Rp 35.990.835.949 _,

- Yard improvement Rp 14.396.334.380 _,

- Service facilities Rp 71.981.671.898 _,

- Tanah Rp 5.758.533.752

TotalDirect Cost Rp 311.680.639.318

Indirect Cost

- Engineering and supervision Rp 31.168.063.932

- Construction expenses Rp 31.168.063.932

- Biaya tak terduga Rp 41.557.418.576

Total indirect Cost Rp 103.893.546.439

Fixed Capital Investment Rp 415.574.185.757

2. Working Capital Investment(Modal Kerja)

WCI industri terdiri dari jumlah total uang yang diinvestasikan untuk stok

bahan baku dan persediaan; stok produk akhir dan produk semi akhir

dalam proses yang sedang dibuat; uang diterima (account receivable);

uang tunai untuk pembayaran bulanan biaya operasi, seperti gaji, upah,

dan bahan baku; uang terbayar (account payable); dan pajak terbayar

(taxes payable). WCI untuk prarancangan pabrikethylene glycoladalah

(47)

128

3. Manufacturing Cost(Biaya Produksi)

Modal digunakan untuk biaya produksi, yang terbagi menjadi tiga macam

yaitu biaya produksi langsung, biaya tetap dan biaya tidak langsung.

Biaya produksi langsung adalah biaya yang digunakan untuk pembiayaan

langsung suatu proses, seperti bahan baku, buruh dan supervisor,

perawatan dan lain-lain. Biaya tetap adalah biaya yang tetap dikeluarkan

baik pada saat pabrik berproduksi maupun tidak, biaya ini meliputi

depresiasi, pajak dan asuransi dan sewa. Biaya tidak langsung adalah biaya

yang dikeluarkan untuk mendanai hal-hal yang secara tidak langsung

[image:47.595.116.533.381.682.2]

membantu proses produksi.

Tabel 9.2.Manufacturing cost

MANUFACTURING COST

1. Direct production cost

- Raw Material Rp 909.592.294.538

- Operating labor Rp 172.767.835.274

- Direct supervisory(pengawas) Rp 17.276.783.527

- Utilitas Rp 88.662.089.390

- Maintenance and repair cost Rp 8.311.483.715

- Operating supplies Rp 2.077.870.929

- Laboratory charges Rp 17.276.783.527

TotalDirect production cost Rp 1.215.965.140.901

2. Fixed Charges

- Depresiasi Rp 42.277.235.295 - Pajak lokal Rp 4.155.741.858 - Asuransi Rp 1.662.296.743

TotalFixed Charges Rp 48.095.273.895

3. Plant Overhead Cost(POC) Rp 99.178.051.258

(48)

129

4. General Expenses(Biaya Umum)

Selain biaya produksi, ada juga biaya umum yang meliputi administrasi,

sales expenses, penelitian danfinance. Besarnyageneral expensespabrik

ethylene glycolditunjukkan pada Tabel 9.3.

Tabel 9.3.General Expenses GENERAL EXPENSES

1. Administrative cost Rp 9.126.000.000

2. Distribution and Selling Cost Rp 28.794.639.212

3. Research and Development Cost Rp 28.794.639.212

4. Financing (Interest) Rp 9.778.216.135

TotalGeneral Expenses Rp 76.493.494.560

5. Total Production Cost(TPC)

TPC =Manufacturing Cost + General Expenses

= Rp 1.439.731.960.614

9.2 Evaluasi Ekonomi

Evaluasi atau uji kelayakan ekonomi pabrikethylene glycoldilakukan dengan

menghitungretsurn on investment(ROI),payout time(POT),break even point

(BEP),shut down point(SDP), dancash flowpabrik yang dihitung dengan

menggunakan metodediscounted cash flow(DCF).

1. Return On Investment(ROI)

Return On Investmentmerupakan perkiraan keuntungan yang dapat

diperoleh per tahun didasarkan pada kecepatan pengembalian modal tetap

yang diinvestasikan (Timmerhaus, hal 298). Laba pabrik sebelum pajak

adalah Rp 332.236.673.817 dan laba setelah pajak Rp. 265.789.339.054

Pada perhitungan ROI, laba yang diperoleh adalah laba setelah pajak. Nilai

(49)

130

2. Pay Out Time(POT)

Pay out timemerupakan waktu minimum teoritis yang dibutuhkan untuk

pengembalian modal tetap yang diinvestasikan atas dasar keuntungan

setiap tahun setelah ditambah dengan penyusutan dan dihitung dengan

menggunakan metode linier (Timmerhaus, hal 309). Waktu pengembalian

modal Pabrikethylene glycoladalah 1,3521 tahun. Angka ini

menunjukkan lamanya pabrik dapat mengembalikan modal dimulai sejak

pabrik beroperasi.

3. Break Even Point(BEP)

BEP adalah titik yang menunjukkan jumlah biaya produksi sama dengan

jumlah pendapatan. Nilai BEP pada prarancangan Pabrik ethylene glycol

ini adalah 33,33 %. Nilai BEP tersebut menunjukkan pada saat pabrik

beroperasi 33,33 % dari kapasitas maksimum pabrik 100 %, maka

pendapatan perusahaan yang masuk sama dengan biaya produksi yang

digunakan untuk menghasilkan produk sebesar 33,33 % tersebut.

4. Shut Down Point(SDP)

Shut down point adalah suatu titik dimana pada kondisi itu jika proses

dijalankan maka perusahaan tidak akan memperoleh laba tapi juga tidak

mengalami kerugian. Jika pabrik beroperasi pada kapasitas di bawah SDP

maka akan mengalami kerugian. Nilai SDP pada prarancangan Pabrik

(50)

131

mengalami kerugian jika beroperasi di bawah 23,68 % dari kapasitas

[image:50.595.114.514.142.308.2]

produksi total.

Gambar 9.1. Grafik Analisis Ekonomi

9.3 Angsuran Pinjaman

Total pinjaman pada prarancangan pabrikethylene glycolini adalah 30 % dari

total investasi yaitu Rp 146.673.242.032. Angsuran pembayaran pinjaman tiap

tahun ditunjukkan pada TabelDiscounted Cash Flow.(Lampiran E)

9.4Discounted Cash Flow(DCF)

Metodediscounted cash flowmerupakan analisis kelayakan ekonomi yang

berdasarkan aliran uang masuk selama masa usia ekonomi pabrik. Periode

pengembalian modal secaradiscounted cash flowditunjukkan pada Tabel E.11

dan Gambar 9.2.Payout timepabrikethylene glycoladalah 1,3521 tahun dan

internal rate of returnpabrikethylene glycoladalah 55,19 %. ✁

Rp200,000,000,000.00 Rp400,000,000,000.00 Rp600,000,000,000.00 Rp800,000,000,000.00 Rp1,000,000,000,000.00 Rp1,200,000,000,000.00 Rp1,400,000,000,000.00 Rp1,600,000,000,000.00 Rp1,800,000,000,000.00 Rp2,000,000,000,000.00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Rp

% Produksi

Sale Total cost Fixed cost variable cost

(51)

[image:51.595.135.532.80.221.2]

132

Gambar 9.2. KurvaCumulative Cash Flowmetode DCF

Hasil evaluasi atau uji kelayakan ekonomi pabrik ethylene glycol disajikan

dalam Tabel 9.4. berikut:

Tabel 9.4. Hasil Uji Kelayakan Ekonomi

No Analisa Kelayakan Persentase Batasan Keterangan 1. ROI 54,3636 % Min. 15 % Layak 2. POT 1,3521 Maks. 6,7 tahun Layak 3. BEP 33,33 % 30–60 % Layak 4. SDP 23,68 %

5. IRR 55,19 % Min. 15 % Layak

-1.E+12 0.E+00 1.E+12 2.E+12 3.E+12

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

C

u

m

u

la

ti

v

e

C

ash

F

lo

w

[image:51.595.135.475.358.432.2]

(52)

X. SIMPULAN DAN SARAN

10.1 Simpulan

Berdasarkan hasil analisis ekonomi yang telah dilakukan terhadap

Prarancangan Pabrik ethylene glycol dengan kapasitas 90.000 ton per tahun

dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Percent Return on Investment(ROI) sesudah pajak sebesar 54,3636 %.

2. Pay Out Time(POT) sesudah pajak 1,3521 tahun.

3. Break Even Point (BEP) sebesar 33,33 % dan Shut Down Point (SDP)

sebesar 23,68 %, yakni batasan kapasitas produksi sehingga pabrik

harus berhenti berproduksi karena merugi.

4. Discounted Cash Flow Rate of Return (DCF) sebesar 55,19 %, lebih

besar dari suku bunga bank saat ini, sehingga investor akan lebih

memilih untuk menanamkan modalnya ke pabrik ini daripada ke bank

10.2 Saran

Berdasarkan pertimbangan hasil analisis ekonomi di atas, maka dapat

diambil kesimpulan bahwa pabrik ethylene glycol dengan kapasitas 90.000

ton per tahun layak untuk dikaji lebih lanjut dari segi proses maupun