MANUFACTURE OF METHYL SALICYLATE FROM SALICYLATE ACID AND METHANOL CAPACITY OF 12,000 TONS / YEAR PRARANCANGAN PABRIK METIL SALISILAT DARI ASAM SALISILAT DAN METANOL KAPASITAS 12000 TON/TAHUN

(1)

ABSTRACT

MANUFACTURE OF METHYL SALICYLATE FROM SALICYLATE ACID AND METHANOL

CAPACITY OF 12,000 TONS / YEAR

By

NANDA ROSELINA

Factory which is made by raw material salicylic acid and methanol, will be erected on Bontang, East Kalimantan. The factory was established by considering the availability of raw materials, marketing area, transportation facilities, readily available labor and environmental conditions.

The factory is planned to produce methyl salicylate of 12,000 tons / year, with operating time of 24 hours / day, 330 days / year. The raw materials used are much salicylic acid 1539.278 kg/hr and methanol as much as 2849.761 kg/hr.

Provision of utility plant needs methyl salicylate the provision of water, provision of steam, electricity supply, fuel requirements, and procurement of air cooling water.

The form is a Limited Liability company (PT) using a line and staff organizational structure and employs as many as 125 people.

From the economic analysis is obtained:

Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 387,595,173,056

(2)

ABSTRAK

PRARANCANGAN PABRIK METIL SALISILAT DARI ASAM SALISILAT DAN METANOL

KAPASITAS 12000 TON/TAHUN

Oleh

NANDA ROSELINA

Pabrik metil salisilat berbahan baku asam salisilat dan metanol, akan didirikan di Bontang, Kalimantan Timur. Pabrik ini berdiri dengan mempertimbangkan ketersediaan bahan baku, daerah pemasaran, sarana transportasi yang memadai, tenaga kerja yang mudah didapatkan dan kondisi lingkungan.

Pabrik direncanakan memproduksi metil salisilat sebanyak 12000 ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang digunakan adalah asam salisilat sebanyak 1539,278 kg/jam dan metanol sebanyak 2849,761 kg/jam.

Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik metil salisilat berupa pengadaan air, pengadaan steam, pengadaan listrik, kebutuhan bahan bakar, dan pengadaan air pendingin.

Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur organisasi line dan staff dengan jumlah karyawan sebanyak 125 orang.

Dari analisis ekonomi diperoleh:

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 3 April 1989,

sebagai anak kesembilan dari sebelas bersaudara, dari

pasangan Bapak Azwir dan Ibu Salbaidar.

Lulus dari Sekolah Dasar (SD) di SD Negeri 04 Pondok Ranji pada tahun 2001,

Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama (SLTP) di SLTP Negeri 178 Jakarta pada

tahun 2004 dan Sekolah Menengah Atas (SMA) di SMA Negeri 3 Jakarta pada

tahun 2007.

Tahun 2007, penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Fakultas

Teknik Universitas Lampung melalui jalur SPMB. Pada tahun 2011, penulis

melakukan Kerja Praktek di PT Pupuk Sriwidjaja, Palembang, Sumatera Selatan.

Pada tahun 2012-2014 melakukan penelitian dengan judul “Pengaruh Komposisi

(8)

MOTO

Hidup adalah perjuangan untuk mencapai

sebuah tujuan di dunia dan akhirat

(9)

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 akan pernah berakhir.

Guru-guruku sebagai tanda hormatku,

terima kasih atas ilmu yang telah diberikan.

(10)

SANWACANA

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

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

dengan judul “Prarancangan Pabrik Metil Salisilat dari Asam Salisilat dan

Metanol Kapasitas 12.000 Ton / Tahun” dapat diselesaikan dengan baik.

Tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat guna

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

Universitas Lampung.

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

pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ir. Azhar, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung dan

selaku pembimbing saat penulis melaksanakan penelitian.

2. Panca Nugrahini F., S.T., M.T., 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. Heri Rustamaji, S.T, M.Eng., selaku dosen pembimbing II, yang telah

(11)

penyelesaian tugas akhir. Semoga ilmu bermanfaat yang diberikan dapat

berguna dikemudian hari.

4. Darmansyah, S.T., M.T. dan Yuli Darni, S.T., M.T., selaku Dosen Penguji

atas ilmu, kritik dan saran, dalam penyelesaian tugas akhir.

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

bekal masa depan yang akan selalu bermanfaat.

6. Keluargaku tercinta, untuk Papa, Mama, Kakak-kakak dan Adik-adik tercinta

yang selalu memberikan do’a, semangat, dukungan, serta kepercayaan dan

ketulusan untukku, skripsi ini juga ku persembahkan untuk mereka semoga

bisa menjadi pengobat hati yang pilu.

7. Ka Ozi, selaku rekan seperjuangan dan rekan hidup dalam suka duka yang

telah membantu penulis dalam penyelesaian laporan tugas akhir ini.

8. Teman-teman seperjuangan di Teknik Kimia Angkatan 2007, kakak-kakak

dan adik-adik angkatan 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, 2 Juli 2014

Penulis,

(12)

i A. Latar Belakang Pendirian Pabrik ... 1

B. Kegunaan Produk ... 2

C. Analisa Pasar ... 3

1. Harga Bahan Baku & Produk ... 3

2. Kebutuhan Pasar ... 3

D. Lokasi Pabrik ... 7

II. PEMILIHAN DAN URAIAN PROSES A. Proses Pembuatan Metil Salisilat ... 9

B. Pemilihan Proses ... 13

1. Kelayakan Ekonomi ... 14

2. Kelayakan Teknis ... 16

C. Deskripsi Proses ... 23

III. SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK A. Bahan Baku ... 27

B. Produk ... 28

1. Produk Utama ... 28

2. Produk Samping ... 29

IV. NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI A. Neraca Massa ... 30

(13)

ii V. SPESIFIKASI PERALATAN

A. Peralatan Proses ... 65

B. Peralatan Utilitas ... 89

VI. UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH A. Unit Pendukug Proses (Utilitas) ... 117

B. Pengolahan Limbah ... 140

C.Laboratorium ... 143

D.Instrumentasi dan Pengendalian Proses ... 147

VII. LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK A. Lokasi Pabrik ... 150

B. Tata Letak Pabrik ... 153

C. Tata Letak Alat Proses ... 158

VIII. SISTEM MANAJEMEN DAN OPERASI PERUSAHAAN A. Bentuk Perusahaan ... 160

B. Struktur Organisasi Perusahaan ... 163

C. Tugas dan Wewenang... 165

D. Status Karyawan dan Sistem Penggajian ... 173

E. Pembagian Jam Kerja Karyawan ... 174

F. Penggolongan Jabatan dan Jumlah Karyawan ... 176

G. Kesejahteraan Karyawan ... 180

IX. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI A. Investasi ... 184

B. Evaluasi Ekonomi ... 188

C. Angsuran Pinjaman ... 190

D. Discounted Cash Flow ... 191

X. KESIMPULAN DAN SARAN ... 192

(14)

iii

DAFTAR TABEL

Tabel halaman

1.1. Harga Bahan Baku dan Produk ... 3

1.2. Data Impor Metil salisilat di Indonesia ... 3

1.3. Konsumen Metil Salisilat di Indonesia ... 4

1.4. Produsen Metil Salisilat di Dunia ... 5

2.1. Konstanta Laju Reaksi Esterefikasi Asam Salisilat dan Metanol ... 12

2.2.Konstanta Laju Reaksi Esterefikasi Asam Salisilat dan Dimetil Karbonat 13

2.3.Data Energi Bebas Gibbs dan Panas Pembentukan Standar ... 16

2.4. Konstanta untuk Perhitugan ∆H ... 17

2.5. Konstanta untuk Perhitugan ∆G ... 18

2.6. Konstanta untuk Perhitugan ∆H... 20

2.7. Konstanta untuk Perhitugan ∆G... 20

2.8. Perbandingan Proses Pembuatan Metil Salisilat ... 22

4.1. Neraca Massa Mixing Tank (MT-101)... 31

4.2. Neraca Massa Reactor (RE-201) ... 32

4.3. Neraca Massa Distillation Column (DC-301) ... 34

4.4. Neraca Massa Condensor (CD-301)……... 35

4.5. Neraca Massa Reboiler (RB-301) ………... ... 37

4.7. Neraca Massa Condensor (CD-302)……... 40

4.10.Neraca Massa Condensor (CD-303)……... 47

4.12. Neraca Panas Mixing Tank (MT-101) …... 49

(15)

iv

4.14. Neraca Panas Heater (HE-102)... 51

4.15. Neraca Panas Reactor (RE-202)... 52

4.16. Neraca Panas Heater (HE-303)... 54

4.17. Neraca Panas Distillation Column (DC-301)... 56

4.20. Neraca Panas Cooler (CO-201)... 63

5.17. Spesifikasi Distillation Column (DC-301) ... 76

5.18. Spesifikasi Condensor (CD-301) ... 77

5.19. Spesifikasi Acumulator (AC-301) ... 78

5.20. Spesifikasi Reboiler (RB-301) ... 78

5.21. Spesifikasi Pump Process (PP-305) ... 79

5.22. Spesifikasi Distillation Column (DC-302) ... 80

5.23. Spesifikasi Condensor (CD-302) ... 80

(16)

v

5.35. Spesifikasi Bak Sedimentasi(BS-401) ... 88

(17)

vi

5.57. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-401) ... 103

5.58. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-402)... 103

5.59. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-403)... 104

5.60. SpesifikasiPompa Utilitas (PU-404)……... 104

5.61. SpesifikasiPompa Utilitas (PU-405)... 105

5.62. SpesifikasiPompa Utilitas (PU-406)……... 105

5.63. SpesifikasiPompa Utilitas (PU-407) ... 106

5.64. SpesifikasiPompa Utilitas (PU-408) ... …. 106

5.65. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-409)... ..107

5.66. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-410) ... 107

(18)

vii

6.6. Kebutuhan Penerangan untuk Area dalam Bangunan ... 135

6.7. Kebutuhan Penerangan untuk Area luar Bangunan ... 136

6.8. Kebutuhan Listrik untuk Alat Proses ... 137

6.9. Kebutuhan Listrik untuk Alat Utilitas ... 137

6.10. Syarat-Syarat Kualitas (Mutu) Air Limbah ... 141

6.11. Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian ... 148

6.13. Pengendalian Variabel Utama Proses ... 149

8.1. Jadwal Kerja Regu Shift ... 175

8.2. Perincian Tingkat Pendidikan …………... 176

8.3. Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat ... 178

8.4. Jumlah Karyawan……….178

9.1. Fixed Capital Investment ... 185

9.2. Manufacturing Cost ... 186

9.3. General Expenses ... 187

9.4. Biaya Administrasi ... 187

(19)

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar halaman

2.1. Mekanisme Reaksi Pembentukan Ester ... 11

2.2. Mekanisme Reaksi Pembentukan Metil Salisilat ... 11

2.3. Diagram Alir Proses Pembuatan Metil Salisilat ... 26

4.1. Laju Alir Neraca Massa MT-101 ... 30

4.2. Laju Alir Neraca Massa RE-201 ... 32

4.3. Laju Alir Neraca Massa DC-301 ... 33

4.4. Laju Alir Neraca Massa CD-301 ... 35

4.5. Laju Alir Neraca Massa RB-301 ... 36

4.12. Aliran Panas pada MT-101 ... 48

4.13. Aliran Panas pada HE-101 ... 49

4.15. Aliran Panas pada RE-201 ... 52

4.17. Aliran Panas pada DC-301 ... 55

4.20. Aliran Panas pada CO-201 ... 62

(20)

ix

6.1.Cooling Tower………...122

6.2.Diagram Cooling Water System ... ..123

6.3.Diagram Alir Pengolahan Air ... 127

6.4.Deaerator... ... 134

7.1.Peta Provinsi Kalimantan Timur ... 153

7.2.Tata Letak Pabrik Metil Salisilat ... 157

7.1.Tata Letak Alat Proses ... 159

8.1.Struktur Organisasi Perusahaan ... 164

9.1.Analisis Ekonomi ... 190

(21)

DAFTAR PUSTAKA

Banchero, B. 1955. Chemical Engineering Series. Mc Graw Hill in Chemical Engineering. New York.

Biegler, T. 1997. Systematic Methods of Chemical Process Design. Prentice Hall International. London.

Brown, G. 1950. Unit Operations.John Wiley and Sons. New York.

Brownell, L.E., Edwin, H.,Y. 1959. Process Equipment Design. Wiley Eastern Limited. India.

Chandavasu, C. 1997. Pervaporation-Assisted Esterification of Salicylic Acid,

New Jersey’s Science & Technology University. New Jersey.

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

Coulson, J.M., Ricardson, J.,F. 2005. Chemical Engineering, Vol 6. Elsevier. New York.

D’Souza, J., N Nagaraju. 2007. Esterification of Salicylic Acid with Methanol/Dimethyl Carbonate over Anion-Modified Metal Oxides.“Indian

Journal of Chemical Technology, Vol. 14, pp. 292-300”. Department of

Chemistry, St. Joseph’s College Research Centre. India.

Fieser, L.F., K.L. Williamson. 1992. Organic Experiments, Seventh Edition. D.C. Heath and Company. USA.

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

Himmelblau, D.M. 1989. Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering, Fifth Edition. Prentice Hall International. London.

Hoffman, R.V. 2004. Organic Chemistry an Intermediate Text, Second Edition. John Wiley & Sons, Inc. USA.

(22)

Kirk, R.E., D. F. Othmer. 1998. Encyclopedia of Chemical Technology. John Wiley & Sons, Inc. USA.

Lapczynski, A.L., Jones, D. McGinty, S.P. Bhatia, C.S. Letizia, A.M. Api. 2007.

Fragrance Material Review on Methyl Salicylate. Elsevier. USA.

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

Lide, D.R. 2001. Handbook of Chemistry and Physic. CRC Press LLC. Boca Raton.

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

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

Perry, R.H., Don W. Green. 1999. Chemical Engineers’ Handbook, Sevent

Edition. The McGraw-Hill Companies, Inc. USA.

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

Smith, M.B., J. March. 2007. March’s Advanced Organic Chemistry Reaction,

Mechanisms, and Structure. John Wiley $ Sons, Inc. USA.

Southern Ionics Incorporated. 2003. Material Safety Data Sheet. Southern Ionics Incorporated. –

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.

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

Yaws, C.L. 1997. Handbook of Chemical Compound Data for Process Safety.

Gulf Publishing Company. Houston. Texas.

(23)

Yaws, C.L. 2008. Thermophysical Properties of Chemicals and Hydrocarbons.

William Andrew. Texas. USA.

www.alibaba.com (diakses pada tanggal 17 Februari 2013)

http://www.bi.go.id/biweb/Templates/Moneter/Default_Kalkulator_ID.aspx?NR MODE=Published&NRNODEGUID={D9969323-A57D-43C7-95B2-E3E412B8C22B}&NRORIGINALURL=%2fweb%2fid%2fMoneter%2fK alkulator%2bKurs%2f&NRCACHEHINT=Guest (diakses pada tanggal 17 Februari 2013)

http://www.bi.go.id/web/id/Moneter/Kurs+Bank+Indonesia/Kurs+Uang+Kertas+ Asing/ (diakses pada tanggal 8 November 2013)

http://www.ceicdata.com/search_campaign.html?ui_lang=EN&how_hear=110&s page=11309&gclid=CMiM35rY6LsCFWgF4godymEAdA#page=page-1 (diakses pada tanggal 17 Februari 2013)

http://www.merckmillipore.co.id/ (diakses pada tanggal 25 Februari 2013)