nn

(1)

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Sebagai negara yang sedang membangun, Indonesia sedang menggalakkan

sektor industri untuk mengurangi ketergantungan terhadap barang-barang hasil

industri dari luar negeri, menghemat devisa negara dan mempercepat laju

pertumbuhan ekonomi Indonesia. Sektor industri diharapkan mampu menjadi

salah satu bidang yang mampu menopang perekonomian nasional sehingga

nantinya proyeksi pertumbuhan perekonomian nasional akan meningkat

seiring dengan adanya industrialisasi.

Salah satu upaya peningkatan sektor industri adalah dengan cara memenuhi

kebutuhan bahan-bahan industri melalui pendirian pabrik – pabrik kimia

dalam negeri dan juga diharapkan mampu menembus pasar ekspor

internasional.

1-Butena atau butilen dengan rumus molekul C4H8 merupakan senyawa berbentuk gas yang larut dalam senyawa hidrokarbon, alkohol, dan eter tetapi

tidak larut dalam air, tidak berwarna, serta mudah terbakar dengan aroma yang

(2)

2

Industri pembuatan 1-Butena merupakan sektor industri yang dapat

diharapkan mempunyai peranan dalam ikut meningkatkan perekonomian

nasional, dimana kebutuhan impor permintaan pasar 1-Butena di Indonesia

mengalami kenaikan sekitar 15,697 % per tahun. Sedangkan kebutuhan

1-Butenadi tingkat global cenderung meningkat sekitar 1,5- 2 % per tahun.

Perkembangan kebutuhan 1-Butena ini akan terus meningkat dengan semakin

meluasnya pemakaian 1-Butena di berbagai sektor industri terutama industri

pembuatan sintesis polimer plastik (HDPE dan LLDPE)dimana industri

tersebut membutuhkan 1-Butenasebagai comonomer dalam produksi sintesis

polietilen.

Seiring dengan semakin meningkatnya kebutuhan 1-Butena, maka pendirian

pabrik 1-Butena akan membawa dampak positif, dimana dengan didirikannya

pabrik ini diharapkan kebutuhan dalam negeri dapat terpenuhi, menutupi

kebutuhan impor, memacu perkembangan industri yang menggunakan

1-Butena sebagai bahan baku maupun sebagai bahan pembantu dan dapat

melakukan ekspor ke luar negeri sehingga memberikan nilai keuntungan yang

lebih tinggi serta meningkatkan perekonomian nasional.

B. Kegunaan Produk

1-Butena merupakan salah satu senyawa alpha-olefin yang sangat penting

dalam industri kimia, dimana selain digunakan sebagai comonomer pada

sintesis polyethylene pada industri polimer seperti Linear Low-Density

Polyethylene (LLDPE) dan High-Density Polyethylene (HDPE), 1-Butena

(3)

3

deterjen, polibutena, valeraldehid, 1,2-butilenoksida, n-butil merkaptan, sec-butylphenols, pelarut, dll.

C. Ketersediaan Bahan Baku

Bahan baku pembuatan 1-Butena diperoleh dari PT Chandra Asri yang

merupakan produsen pengolahan Etilen terbesar Indonesia dengan kapasitas

550.000 ton/tahun, yang berada di daerah Serang Banten.

Tabel 1.1 Produsen Etilen di Indonesia

No Nama Perusahaan Kapasitas

(ton/tahun) 1. PT. Salim group, Pulau Bintan, Riau 250.000 2. PT. Pertamina/Mitsui/Marubeni/Toyo Menka Cilacap 500.000 3. PT. Shell/Mitsubishi Corp/C Itoh, Cilacap 375.000 4. PT. Chandra Asri, Serang Jawa Barat 550.000 (Sumber : http://www.icis.com , 2009)

Dengan demikian ketersediaan bahan baku tidak menjadi masalah karena

cukup tersedia dan mudah diperoleh.

D. Analisa Pasar

1. Kebutuhan Pasar

Jumlahimpor 1-Butena di Indonesia pada beberapa tahun terakhir adalah

(4)

4

Tabel 1.2. Data Impor 1-Butena di Indonesia

No Tahun Berat (Kg)

1 2003 5.830.604,00

2 2004 10.591.029,00

3 2005 11.870.901,00

4 2006 14.611.610,00

5 2007 13.803.887,00

(Sumber : BPS data Impor 2007)

Tabel 1.3. Data Impor 1-Butena Beberapa Negara di Asia Tahun 2007

No Negara Impor (Kg)

1 Malaysia 5.987.468,00

2 Fhilipina 475.960,00

3 Thailand 27.469,00

4 Singapura 15.888.806,00

5 Cina 14.075.020,00

6 Jepang 2.684.185,00

(Sumber : http://data.un.org, 2009)

Konsumsi 1-Butena di Indonesia dan di kawasan Asia diperkirakan akan terus

meningkat. Indikasi ini didasarkan atas perkembangan industri pemakainya

yang mengalami perkembangan cukup pesat. Dengan pendirian pabrik ini

diharapkan kebutuhan 1-Butena dalam industri di Indonesia dapat terpenuhi

sehingga mengurangi ketergantungan Indonesia terhadap impor dan dapat

(5)

5

2. Harga Bahan Baku dan Produk

Tabel 1.4. Harga bahan baku dan produk

No Bahan Kimia Harga, US$/kg

1 Bahan Baku

Etilen (C2H4) 0,585 2 Produk

1-Butena ( C4H8 ) 1,676

(Sumber : http://chemguide.asia dan http://www.cmaiglobal.com, 2009)

E. Kapasitas Pabrik

Berdasarkan data kebutuhan impor 1-Butena di Indonesia dari Tabel 1.2,

diperoleh persamaan regresi linier, y = 1996714,7x – 3992071367,3. Apabila

diproyeksikan pada tahun 2015 diperkirakan kebutuhan 1-Butena mencapai

sekitar 31.308.753,2 kg/tahun atau 31.309 ton/tahun (Gambar.1.1).

y = 1996714,700x - 3992071367,300

0,00 5.000.000,00 10.000.000,00 15.000.000,00 20.000.000,00

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Tahun K e b u tu h a n I m p o r In d o n e s ia (K g )

Gambar.1.1.Regresi Linier Kebutuhan Impor Indonesia (Sumber : BPS data Impor 2007) Berdasarkan hasil pendekatan regresi linier diatas kapasitas produksi pabrik

(6)

6

Dengan kapasitas sebesar ini diharapkan:

• Dapat menghentikan impor 1-Butena dari negara lain yang terus

mengalami peningkatan, sehingga kebutuhan dalam negeri dapat terpenuhi

dengan hasil produksi industri pabrik lokal.

• Dapat menambah devisa nasional dengan melakukan ekspor produk ke

negara di kawasan Asia ketika kebutuhan dalam negeri sudah cukup

terpenuhi.

• Dapat menggerakkan pertumbuhan industri dengan membuka kesempatan

berdirinya industri lain yang menggunakan 1-Butenasebagai bahan baku.

• Membuka lapangan kerja kepada penduduk di sekitar wilayah industri

yang akan didirikan.

Sedangkan kapasitas beberapa pabrik1-Butena yang sudah berdiri di dunia

(7)

7

Tabel 1.5. Kapasitas Produksi 1-Butena

No Tahun Kapasitas

(ton/tahun)

1. _{SABIC Basic Chemicals,} _151.000

2. _{BP Chemicals, Pasadena , Tex.} _56.699

3. _{ChevronPhillips Chemical, Cedar Bayou, Tex.} _52.163

4. _{ExxonMobil, Baytown , Tex.} _61.235

5. _{Shell Chemicals, Geismar , La.} _63.503

6. _{Texas Petrochemicals, Houston , Tex.} _142.882

7. _{Rasco Ras Lanuf, Libya} _18.300

8. _{Nigerian Nat Petrochem Port Harcourt, Nigeria} _22.000 9. _{Petrokemya Al Jubail, Saudi Arabia} _100.000

10. National Petrochemical Arak, Iran 7.000

11. Petrochemical Tabriz, Iran 7.000

12. Techcorp Mussayed, Iraq 15.000

13. Copene Petroquim Nordeste Camacari, Brazil 25.000 14. Pet General Mosconi Ensenada, Argentina 25.000 15. Fushun Petrochemical Fushun, Liaoning, China 10.000 16. Panjin Petrochemical Panjin, Liaoning, China 10.000

17. China Puyang, Henan, China 12.000

(8)

8

F. Penentuan Lokasi Pabrik

Pemilihan lokasi merupakan hal yang penting dalam perancangan suatu pabrik

sehingga diperlukan pertimbangan yang matang. Hal ini dikarenakan lokasi

pabrik sangat mempengaruhi kedudukan pabrik dalam persaingan, penentuan

kelangsungan produksi dan eksistensinya di masa datang serta meminimalisasi

biaya produksi dan distribusi.

Adapun lokasi pendirian pabrik 1-Butena direncanakan di Kawasan Industri

Jl. Raya Serang km 22 Balaraja Timur Kabupaten Serang Provinsi Banten

dengan pertimbangan sebagai berikut:

1. Ketersediaan bahan baku

Bahan baku merupakan kebutuhan utama bagi kelangsungan suatu pabrik

sehingga penyediaan bahan baku sangat diprioritaskan. Lokasi pabrik di

Serang ini cukup tepat mengingat sumber bahan baku Etilen diperoleh dari

PT Chandra Asri. Dengan lokasi pabrik yang dekat bahan baku dapat juga

mengurangi biaya transportasi.

2. Pemasaran

Daerah ini berdekatan dengan Jakarta, Bogor, dan Tangerang yang

merupakan daerah yang potensial sebagai daerah pemasaran. Selain itu

Serang Banten berada di kawasan industri yang padat dengan industri –

industri kimia baik menengah maupun besar, yang merupakan pasar

(9)

9

3. Sistem transpotasi

Sistem transportasi di daerah ini, meliputi jalan raya, kereta api, bandara

dan pelabuhan, relatif mudah dan sudah tersedia bagi kepentingan

umum sehingga juga memudahkan distribusi produk.

4. Sarana pendukung utilitas

Fasilitas pendukung berupa air, listrik dan bahan bakar tersedia cukup

memadai karena merupakan kawasan industri.

5. Ketersediaan tenaga kerja

Tenaga kerja baik baik yang berpendidikan tinggi, menengah maupun

tenaga kerja terampil tersedia dalam jumlah yang cukup.

6. Stabilitas kondisi daerah

Di daerah Serang Banten masih tersedia lahan yang cukup luas, dengan

fasilitas penunjang seperti listrik, air, dan bahan bakar yang cukup baik.

Kondisi daerah cukup stabil dan keadaan iklimnya normal. Bencana

alam seperti banjir dan gempa bumi jarang sekali terjadi. Hal ini sangat

(10)

II. DESKRIPSI PROSES

A. Jenis-Jenis Proses

1-Butena atau butilen dengan rumus molekul C4H8 merupakan senyawa berbentuk gas yang larut dalam senyawa hidrokarbon, alkohol, eter tetapi

tidak larut dalam air, tidak berwarna, serta mudah terbakar dengan aroma yang

khas. Beberapa proses yang dapat digunakan untuk menghasilkan 1-Butene,

yaitu sebagai berikut :

1. Dehidrogenasi n-Butana

Dalam proses ini, 1-Butena diperoleh dari dehidrogenasi Butana, dimana

diperlukan kondisi temperatur dan tekanan operasi yang tinggi serta

membutuhkan banyak tahapan untuk menghasilkan 1-Butena dengan

kemurnian yang tinggi.

Pada proses ini, umpan mengandung 99% n-Butana dan 1 % isobutana

(w/w) didehidrogenasi pada kondisi adiabatik dengan menggunakan

reaktor fixed bed, pada temperatur sekitar 500-700oC dan tekanan sekitar 0,1-2 atm. Katalis yang digunakan berupa chromia-alumina. Produk reaksi

terdiri dari isobutana, isobutena, n-Butana, 1-Butena, 2-Butena, dan

(11)

11       − = = 3(g) 3 2(g) 2 3 CH CH CH -C H CH CH -CH -C H       − = = 3(g) 3 2(g) 2 3 CH CH CH -C H CH CH -CH -C H

Proses yang terjadi pada unit dehidrogenasi merupakan reaksi endotermis

dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

H3C-CH2-CH2-CH3(g) + H2(g)... (2.1)

n-Butana 1-Butena ; 2-Butena Hidrogen

H2C=CH-CH=CH2(g) + H2(g)... (2.2)

1-Butena ; 2-Butena 1,3-Butadiena Hidrogen

Di unit hidrogenasi, 1,3-Butadiena dihidrogenasi dengan menggunakan

gas hidrogen yang dihasilkan dari unit dehidrogenasi menjadi 1-Butena

dan 2-Butena dan sejumlah kecil 1-Butena terkonversi kembali menjadi

n-Butana. Reaksi hidrogenasi ini terjadi pada fase liquid dengan

menggunakan platinum atau palladium sebagai katalis pada temperatur

ruang dan tekanan 1-10 atm.

Proses yang terjadi pada unit hidrogenasi berdasarkan reaksi dibawah ini:

CH2=(CH)2=CH2(g) + H2(g) (CH3)CH=CH-CH3(g) ...(2.3)

Butadiena Hidrogen 2-Butena

CH2=(CH)2=CH2 (g) + H2(g) H2C=CH-CH2-CH3(g)...(2.4) Butadiena Hidrogen 1-Butena

Kemudian produk hasil hidrogenasi dikirim ke menara distilasi yang

bekerja pada tekanan 1-10 atm, dimana 1-Butena dihasilkan sebagai

produk atas bersama dengan isobutana dan isobutena. Fraksi bawah yang

sebagian besar berupa n-Butana dan 2-Butena serta sebagian kecil fraksi Katalis(l)

Katalis(l)

(12)

12

C5+ di fraksionasi menghasilkan produk atas berupa n-Butana dan 2-Butena yang direcycle ke unit dehidrogenasi, dan produk bawah berupa

fraksi C5+ yang dipisahkan sebagai liquid reject untuk digunakan sebagai bahan bakar.

Pemisahan isobutena dari 1-Butena dilakukan dengan cara mengkonversi

isobutena menjadi methyl tertiary butyl ether (MTBE) melalui reaksi

dengan senyawa metanol dalam fase liquid menggunakan katalis resin

sintetik pada temperatur ruang. Selanjutnya dilakukan distilasi untuk

memisahkan MTBE sebagai produk bawah serta campuran 1-Butena dan

isobutana sebagai produk atas. Pada proses ini konversi total overall

terhadap etilen sebesar 92 % dan yield 1-Butena yang diperoleh yaitu

60%.Untuk menghasilkan 1-Butena dengan kemurnian yang tinggi (99%),

maka dilakukan distilasi kembali pada tekanan 3-10 atm, dimana

isobutana akan terpisah sebagai produk atas dan direcycle ke unit

dehidrogenasi (US. Patent no.4.558.168).

2 . Dimerisasi Etilen

Proses dimerisasi etilen (Alphabutol) merupakan proses baru yang

dikembangkan oleh Institut Francais du Petrole (IFP). Proses ini terdiri dari 4

bagian antara lain reaktor, injeksi co-catalyst, penghilangan katalis (catalyst

removal) dan distilasi. Pada proses ini etilen didimerisasi dalam reaktor pada

fase liquid membentuk 1-Butena dengan konversi total terhadap etilen sebesar

95,7 % dan yield 1-Butena yang diperoleh yaitu 69,6 %. Dalam reaksi ini

(13)

13

Keluaran reaktor berupa gas produk dipisahkan menggunakan menara

distilasi, dengan sebelumnya produk yang terbawa larutan katalis di pisahkan

oleh flash drum. Bahan baku Etilen yang tidak bereaksi di recycle kembali

menuju reaktor, sedangkan 1-Butene di murnikan lebih lanjut dengan menara

distilasi untuk dipisahkan dari produk yang dihasilkan pada reaksi samping,

sehingga diperoleh 1-Butena dengan kemurnian tinggi.

Katalisator yang dapat dipakai untuk dimerisasi Etilen adalah senyawa Nikel,

Cobalt, dan Titanat. Katalisator Ni dan Co mempunyai selektivitas yang

rendah karena dapat menghasilkan campuran dari 1-Butena, cis 2-Butena,

trans 2-Butena, heksena bahkan oktana. Oleh karena itu dipakai senyawa

titanium sebagai katalisator yang terbaik.

Katalisator titanium ini harus ditambah senyawa lain yaitu senyawa

organolluminium membentuk katalis komplek organometalik untuk

menaikkan aktivitas katalis, menaikkan laju dimerisasi etilen dan selektivitas

proses. Senyawa organolluminium yang dapat digunakan mempunyai rumus

kimia AIR23 dengan R2 adalah gugus alkil dengan 1 sampai 6 atom karbon.

Katalisator ini dilarutkan dalam pelarut organik, yaitu dalam senyawa

aromatik (benzena, toluena), senyawa alipatik (heptana, heksena, oktana,

heksana) dan senyawa heteroatom, antara lain : ester, ether (Al-Sa’doun,

1993).

Proses yang terjadi merupakan reaksi eksotermis dengan reaksi kimia yang

(14)

14

1. Reaksi Utama

H2C = CH2(g) + H2C = CH2(g) H2C=CH-CH2-CH3(g) ... (2.3)

Etilen + Etilen 1- Butena

2. Reaksi samping

H2C = CH2(g) + H2C-CH2-CH2(g) H2C=CH-CH(CH3)-CH2-CH3(g)... (2.4)

Etilen 1-Butena 3-Metil 1-pentena

H2C = CH2(g) + H2C-CH2-CH2(g) H2C=CH-CH2-CH2-CH2-CH3(g). (2.5)

Etilen 1-Butena 1-Heksena

H2C = CH2(g) + H2C-CH2-CH2(g) H2C=C(C2H5)-CH2-CH3(g)..(2.6) Etilen 1-Butena 2 Etil 1-Butena

B. Pemilihan Proses

Proses produksi 1-Butena ditampilkan pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Proses pembuatan 1-Butena

PROSES NO KOMPONEN _{Dehidrogenasi}

n-Butana

Dimerisasi Etilen ( Alphabutol ) 1 Temperatur 500-700oC 50-70oC

2 Tekanan 0,1-2 atm 1-10 atm

3 Bahan Baku n-Butana Etilen

4 Produk Samping Fuel gas, MTBE,

liquid reject (C5+)

3-Metil 1-Pentena, 1-Heksena, 2 Etil 1-Butena

5 Konversi 92% 95,7%

6 Yield 60% 69,6%

7 ∆ Hrx (T) 130,8 kJ/mol (T=500

o_C)

(Endotermis)

-104,7 kJ/mol (T=67oC) (Eksotermis) 8 ∆ Grx (T) 25,238 kJ/mol (T=500oC) -16.910,8 (T=67oC) 9 ∆ S 0,137 kJ/mol.K 49,4 kJ/mol.K 10 Katalis Platinum/ Palladium Organometallic 11

Biaya Bahan

Baku (US$/kg) 0,875 0,585

(15)

15

Proses yang dipilih untuk memproduksi 1-Butena adalah proses dimerisasi

Etilen (Alphabutol). Pertimbangan yang digunakan dalam pemilihan proses

ini didasarkan pada :

a.Kemudahan memperoleh bahan baku.

b.Biaya bahan baku lebih rendah.

c.Proses pemurnian produk yang lebih sedikit sehingga tidak memerlukan

biaya tambahan untuk menghasilkan 1-Butena dengan kemurnian yang

tinggi.

d.Konversi dan yield yang diperoleh lebih besar.

e.Reaksi yang terjadi merupakan reaksi eksotermis sehingga tidak

membutuhkan suplai energi.

C. Uraian Proses

Umpan bahan baku Etilen cair diperoleh dari PT.Chandra Asri yang dialirkan

melalui pipa menuju unit proses pabrik 1-Butena dengan tekanan 33 atm dan

temperatur 30oC. Sebelum bereaksi di dalam reaktor (R-01) umpan Etilen dikondisikan pada tekanan 8 atm dan temperatur 67oC oleh Expander Valve (EV-01) dan Heater (HT-02) sehingga Etilen berubah fase menjadi gas

kemudian dicampur dengan Etilen arus recycle dari menara distilasi (DC-01)

pada temperatur dan tekanan yang sama sebelum masuk reaktor (R-01).

Tekanan gas masuk reaktor (R-01) adalah 8 atm, temperatur 67 oC yaitu pada kisaran bubble point campuran dalam reaktor (Ali and Alhumaizi, 2000). Gas

Etilen bereaksi dimerisasi dalam reaktor gelembung dengan katalis Ti/Al

(16)

16

reaksi katalitik pada fase cair menghasilkan 1-Butena dan sejumlah kecil

produk samping. Produk keluar pada temperatur 67 oC tekanan 8 atm sesuai tekanan sistem dalam reaktor (R-01). Cairan keluaran bawah reaktor (R-01)

diturunkan tekanannya melalui Expander Valve (EV-03) menjadi 1 atm dan

temperatur dinaikkan menjadi 91,2 oC oleh Heater (HT-04), kemudian masuk ke Flash Drum (FD-01) untuk memisahkan hasil gas 1-Butena yang terbentuk

dengan pelarut. Etilen dan 1-Butena serta sebagian kecil hasil samping dan

pelarut n-heptana akan terpisah menjadi fraksi atas dan sisanya terpisah

menjadi fraksi bawah. Hasil cairan kemudian diadsorbsi oleh adsorber

(AD-01) untuk memisahkan olefin (impurities)dari pelarut yang kemudian

direcycle kembali dalam reaktor (R-01), sedangkan impurities yang dihasilkan

dari reaksi samping dibakar dalam incinerator.

Hasil uap selanjutnya masuk ke kompresor (CP-01) 2 stage untuk menaikkan

tekanannya menjadi 8 atm. Temperatur keluar stage-2 kompresor (CP-01)

adalah 122,9 oC lalu temperatur diturunkan oleh Cooler (CO-01) manjadi 67oC sehingga sama dengan tekanan dan temperatur gas keluar reaktor (R-01). Sebelum dimurnikan dalam menara distilasi (DC-01) keluaran atasgas Flash

Drum (FD-01) dicampurkan dengan keluaran atas gas dari reaktor (R-01)

yang bersama kemudian masuk ke kompresor (CP-02) satu stage untuk

dinaikkan tekanannya menjadi 19 atm, temperatur 109,7 oC. Sebelum

diumpankan ke menara distilasi (DC-01) temperatur disesuaikan pada kondisi

(17)

17

recycle ke reaktor (R-01) dengan sebelumnya dikondisikan pada tekanan 8

atm oleh Expander Valve (EV-02) dan temperatur 67oC oleh Heater (HT-03). Hasil bawah menara distilasi (DC-01) diturunkan tekananya melalui Expander

Valve (EV-04) menjadi 4 atm, dan penurunan temperatur menjadi 37,2 oC dalam Cooler (CO-02) sehingga berada pada kondisi cair jenuh, kemudian

diumpankan ke menara distilasi (DC-02). Hasil atas menara distilasi (DC-02)

berupa 1-Butena sebagai hasil utama, sedangkan hasil bawah menara distilasi

(DC-02) direcycle ke dalam reaktor (R-01) sebagai pelarut katalis berupa

n-Heptana dan sebagian kecil hasil samping reaksi yang terlebih dahulu

diadsorbsi dalam adsorber (AD-01) untuk memisahkan n-Heptana dari hasil

samping reaksi berupa impurities olefin yang kemudian dibakar dalam

(18)

III. SPESIFIKASI BAHAN

A. Bahan Baku

1. Etilen

Rumus molekul : C2H4 Rumus bangun : H2C=CH2 Berat molekul : 28,054 kg/kgmol

Densitas : 577 kg/m3 pada -110 oC Titik didih normal : -103,75 oC

Titik beku normal : -169,15 oC Tekanan Kritis : 49,7 atm

Temperatur kritis : 9,25 oC Kenampakan : Gas

Komposisi bahan : 99,9 % Etilen (minimal)

0,1 % Etana (maksimal)

2. Pelarut n-Heptana

Rumus molekul : n C7H16

Rumus bangun : H3C-CH2-CH2-CH2- CH2- CH2- CH3 Berat molekul : 100,205 kg/kgmol

(19)

19

Titik beku normal : -90,55 oC Temperatur kritis : 267,05 oC Tekanan kritis : 27 atm

Kenampakan : cairan tidak berwarna

Komposisi bahan : 99,9 % n-Heptana (minimal)

1 % hexena (maksimal)

3. Katalisator Titanium (IV) tert-butoxide

Rumus molekul : Ti (OC4H9)4 Berat molekul : 340,33 kg/kgmol

Titik didih normal : 312 oC (1 atm) Titik beku normal : - 55 oC Kenampakan : Powder

Densitas : 0,998 g/mL (25 °C)

Kemurnian : 100 %

4. Katalisator Triethyl Aluminium

Rumus molekul : Al (C2H5)3 Berat molekul : 114 kg/kgmol

Titik didih normal : 128 oC (50 mmHg) Titik beku normal : - 93 oC

Densitas : 0,835 g/mL (25 °C)

Kenampakan : Powder (25° C dan 1 atm)

(20)

20

B. Produk 1-Butena

Rumus molekul : C4H8

Rumus bangun : H2C=CH-CH2-CH3 Berat molekul : 56,108 kg/kgmol

Densitas : 595 kg/m3 pada 20 oC Titik didih normal : -6,25 oC

Titik beku normal : -185,35 oC Temperatur kritis : 146,45 oC Tekanan kritis : 39,7 atm

Kenampakan : Gas

Kelarutan : larut dalam senyawa hidrokarbon, alkohol, dan eter tetapi

tidak larut dalam air

Komposisi bahan : 99,8 % 1-Butena (minimal)

(21)

IV.

NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI

Kapasitas produksi : 30.000 ton/tahun

Waktu operasi : 330 hari/tahun, 24 jam/hari

Basis perhitungan : 1 jam operasi

A. Neraca Massa

1. Neraca Massa Keseluruhan

Tabel 4.1 Neraca Massa Keseluruhan

Masuk Keluar

Komponen kg/jam kg/jam

1-Butena 22,8645 3.787,8788

Etilen 3.799,4685 0,1753

Etana 4,0774 4,0777

3-Metil 1-Pentena 0 11,4321

1-Heksena 0,8618 6,5778

2-Etil 1-Butena 0 17,1481

Katalis Ti(OC4H9)4 4,3832 4,3832

Katalis Al(C2H5)3 5,8730 5,8730

n-Heptana 860,9137 860,9137

(22)

22

2. Neraca Massa per Alat

Tabel 4.2 Neraca massa di Reaktor (R-01)

Input (kg) Output (kg) Komponen Aliran 2 Aliran 6 Aliran 7 Aliran 8

1-Butena 22,864 0,000 3.710,192 77,687

Etilen 3.969,508 0,000 167,379 2,818

Etana 4,082 0,011 0,476 3,617

3-Metil 1-Pentena 0,000 0,000 0,000 11,432

1-Heksena 0,000 0,862 0,000 6,578

2-Etil 1-Butena 0,000 0,000 0,000 17,148 Katalis Ti(OC4H9)4 0,000 4,383 0,000 4,383

Katalis Al(C2H5)3 0,000 5,873 0,000 5,873

n-Heptana 0,000 860,914 0,000 860,914

3.996,454 872,043 3.878,047 990,451 Total 4.868,497 4.868,497

Tabel 4.3 Neraca Massa di Flash Drum (FD-01)

Komponen F (kmol) V (kmol) L (kmol) F (kg) V (kg) L (kg)

1-Butena 1,3846 1,3559 0,0287 77,6872 76,0764 1,6108 Etilen 0,1005 0,1003 0,0002 2,8184 2,8131 0,0053 Etana 0,1203 0,1200 0,0002 3,6169 3,6098 0,0071 3-metil-1-Pentena 0,1358 0,1222 0,0137 11,4321 10,2829 1,1492 1-Heksena 0,0782 0,0684 0,0097 6,5778 5,7606 0,8172 2-etil-1-butena 0,2038 0,1778 0,0259 17,1481 14,9646 2,1836 katalis Ti 0,0129 0,0000 0,0129 4,3832 0,0000 4,3832 katalis Al 0,0515 0,0000 0,0515 5,8730 0,0000 5,8730 n-heptana 8,5916 6,1659 0,4257 860,9137 617,8472 243,0665

Total 10,6791 8,1105 2,5686 990,4505 731,3546 259,0959 10,6791 990,4505

Tabel 4.4 Neraca Massa di Menara Distilasi (DC-01)

F D W

KOMPONEN Kg kgmol kg kgmol kg kgmol

1-Butena 3786,2680 67,4818 0,0000 0,0000 3.786,2680 67,4818 Etilen 170,1920 6,0666 170,0218 6,0605 0,1702 0,0061 Etana 4,0859 0,1359 0,0041 0,0001 4,0818 0,1357 3 Metil

1-Pentena 10,2829 0,1222 0,0000 0,0000 10,2829 0,1222 1 Heksena 5,7606 0,0684 0,0000 0,0000 5,7606 0,0684 2 Etil - 1 Butena 14,9646 0,1778 0,0000 0,0000 14,9646 0,1778 n-Heptane 617,8472 6,1659 0,0000 0,0000 617,8472 6,1659

Total 4.609,4011 80,2186 170,0259 6,0607 4.439,3753 74,1579 D = 170,0259 kg W = 4.439,3753 kg

F = 4.609,4011 kg

(23)

23

Tabel 4.5 Neraca Massa di Menara Distilasi (DC-02)

F D W

Komponen Kg kgmol Kg kgmol kg kgmol

1-Butena 3.786,2680 67,4818 3.782,4817 67,4143 3,7863 0,0675 Etilen 0,1702 0,0061 0,1700 0,0061 0,0002 0,0000 Etana 4,0818 0,1357 4,0777 0,1356 0,0041 0,0001 3-Metil

1-Pentena 10,2829 0,1222 0,0000 0,0000 10,2829 0,1222 1-Heksena 5,7606 0,0684 0,0000 0,0000 5,7606 0,0684 2-Etil-1-Butena 14,9646 0,1778 0,0000 0,0000 14,9646 0,1778 n-Heptana 617,8472 6,1659 0,0000 0,0000 617,8472 6,1659

Total 4.439,3753 74,1579 3.786,7295 67,5560 652,6458 6,6019 D = 3.786,7295 kg W = 652,6458 kg

F = 4.439,3753 kg

D + W = 4.439,3753 kg

Tabel 4.6 Neraca Massa di Adsorber (AD-01 A/B)

Komponen Input (kg) Akumulasi (kg) Output (kg) Input (kmol) Akumulasi (kmol) Output (kmol) 1-Butena 5,3971 5,3971 0,0000 0,0962 0,0962 0,0000 Etilen 0,0053 0,0053 0,0000 0,0002 0,0002 0,0000 Etana 0,0112 0,0000 0,0112 0,0004 0,0000 0,0004 3-Metil 1-Pentena 11,4321 11,4321 0,0000 0,1358 0,1358 0,0000 1-Heksena 6,5778 6,5778 0,0000 0,0782 0,0782 0,0000 2-Etil 1-Butena 17,1481 17,1481 0,0000 0,2038 0,2038 0,0000 Katalis

Ti(OC4H9)4 4,3832 0,0000 4,3832 0,0129 0,0000 0,0129

Katalis Al(C2H5)3 5,8730 0,0000 5,8730 0,0515 0,0000 0,0515

n-Heptana 860,9137 0,0000 860,9137 8,5916 0,0000 8,5916 911,7416 40,5604 871,1812 9,1705 0,5141 8,6564 Total

911,7416 9,1705

Tabel 4.7 Neraca Massa di Mix-Point (MX-01)

Input (kg) Input (kmol)

Output (kg)

Output (kmol)

Komponen

(24)

24

Input (kg) Input (kmol)

Output (kg)

Output (kmol)

Komponen

Bottom FD-01 Output EV-01 Bottom FD-01 Output EV-01 Input HT-01 Input HT-01 1-Butena 1,6108 3,7863 0,0287 0,0675 5,3971 0,0962 Etilen 0,0053 0,0000 0,0002 0,0000 0,0053 0,0002 Etana 0,0071 0,0041 0,0002 0,0001 0,0112 0,0004 3-metil-1-pentena 1,1492 10,2829 0,0137 0,1222 11,4321 0,1358 1-Heksena 0,8172 5,7606 0,0097 0,0684 6,5778 0,0782 2-etil-1-butena 2,1836 14,9646 0,0259 0,1778 17,1481 0,2038 Katalis Ti 4,3832 0,0000 0,0129 0,0000 4,3832 0,0129 Katalis Al 5,8730 0,0000 0,0515 0,0000 5,8730 0,0515 n-heptana 243,0665 617,8472 2,4257 6,1659 860,9137 8,5916 259,0959 652,6456 2,5686 6,6019 911,7416 9,1705 Total 911,7416 9,1705

Input (kg) Input (kmol)

Output (kg) Output (kmol) Komponen Output atas R-01 Output CP-01 Output atas R-01 Output CP-01 Input DC-01 Input DC-01 1-Butena 3.710,1916 76,0764 66,1259 1,3559 3786,2680 67,4818 Etilen 167,3789 2,8131 5,9663 0,1003 170,1920 6,0666 Etana 0,4761 3,6098 0,0158 0,1200 4,0859 0,1359 3-metil-1-pentena 0,0000 10,2829 0,0000 0,1222 10,2829 0,1222 1-Heksena 0,0000 5,7606 0,0000 0,0684 5,7606 0,0684 2-etil-1-butena 0,0000 14,9646 0,0000 0,1778 14,9646 0,1778 Katalis Ti 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 Katalis Al 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 n-heptana 0,0000 617,8472 0,0000 6,1659 617,8472 6,1659 3.878,0466 731,3545 72,1080 8,1105 4.609,4011 80,2185 Total 4.609,4011 80,2185

Tabel 4.10 Neraca Massa di Mixing Tank (MT-01)

Input (kg) Input (kmol)

(25)

25

B. Neraca Energi

Tabel 4.11 Neraca energi di sekitar Mixing Tank (MT-01)

Komponen Panas Masuk (kJ) Panas Keluar (kJ)

Qin (fresh catalyst) 0,0000 85.381,6177

Qin (fresh solvent) 85.381,6177

Qout

Total 85.381,6177 85.381,6177

Tabel 4.12 Neraca energi di sekitar Reaktor (R-01)

Komponen Q in (kJ) Q out (kJ) 1-Butena 1.587,993 259.617,9610 Etilen 270.837,514 11.461,1740

Etana 318,217 314,0700

3-Metil 1-Pentena 0,000 859,710

1-Heksena 79,109 461,604

2-Etil-1-Butena 0,000 1.220,024 Katalis Ti(OC4H9)4 269,770 266,379

Katalis Al(C2H5)3 550,862 543,938

n-Heptana 85.302,509 84.201,114

Q reaksi 7.110.099,4318

Q pendingin 7.110.099,4318

Total 7.469.045,405 7.469.045,405

Tabel 4.13 Neraca energi di sekitar Flash Drum (FD-01)

Komponen Qin (kJ) QV (kJ) QL (kJ) 1-Butena(g) 8.555,2713 8.555,2713

1-Butena(l) 272,2299 272,2299

Etilen(g) 309,1767 309,1767

Etilen(l) 1,9233 1,9233

Etana(g) 453,5330 453,5330

Etana(l) 2,1767 2,1767

3-Metil-1-Pentena(g) 1.264,7861 1.264,7861

3-Metil-1-Pentena(l) 189,2528 189,2528

1-Heksena(g) 663,5332 663,5332

1-Heksena(l) 120,8232 120,8232

2-Etil-1-Butena(g) 1.748,0418 1.748,0418

2-Etil-1-Butena(l) 335,8925 335,8925

katalis Ti 269,7700 269,7700

katalis Al 550,8616 550,8616

n-Heptana(g) 74.965,8151 74.965,8151

n-Heptana(l) 38.615,4853 38.615,4853

(26)

26

Tabel 4.14 Neraca energi di sekitar Menara Distilasi(DC-01) Komponen Q in (kJ) Q out (kJ)

1-Butena 450.403,1679 819.038,7705 Etilen 41.475,1985 -14.046,1932

Etana 849,8863 1.641,2062

3-Metil 1-Pentena 1.205,8296 2.143,7976 1-Heksena 606,3407 1.078,4950 2-Etil-1-Butena 1.640,3175 2.912,2065 n-Heptana 70.121,1509 123.889,4117 Q reboiler 426.113,9528

Q kondensor 55.758,1498

Total 992.415,8442 992.415,8442

Tabel 4.15 Neraca energi di sekitar Menara Distilasi(DC-02) Komponen Q in (kJ) Q out (kJ)

1-Butena 108.957,1094 62.986,4794

Etilen 9,2264 2,7473

Etana 193,4615 77,4916

3-Metil 1-Pentena 297,6576 3.272,2319 1-Heksena 149,6716 1.648,1252 2-Etil-1-Butena 405,3649 4.436,8901 n-Heptana 17.408,7777 187.725,4581 Q reboiler 1.188.245,3107

Q kondensor 1.055.517,1563

Total 1.315.666,5797 1.315.666,5797

Tabel 4.16 Neraca energi di sekitar Adsorber(AD-01 A/B) Komponen Q in (kJ) Q out (kJ)

1-Butena 693,8368 0,0000

Etilen 0,6664 0,0000

Etana 1,6098 1,6098

3-Metil 1-Pentena 1605,7727 0,0000

1-Heksena 866,2481 0,0000

2-Etil-1-Butena 2290,3619 0,0000 Katalis Ti(OC4H9)4 0,0000 0,0000

Katalis Al(C2H5)3 0,0000 0,0000

n-Heptana 119496,1016 119.496,1016

Q akumulasi 5.456,8859

(27)

27

Tabel 4.17 Neraca energi di sekitar Cooler (CO-01) Komponen Q in (kJ) Q out (kJ) 1-Butena 11.898,6164 5.283,6946

Etilen 428,1926 191,9368

Etana 629,8394 280,6662

3-Metil 1-Pentena 1.754,1714 783,5381

1-Heksena 923,0931 409,6448

2-Etil-1-Butena 2.432,3085 1.078,8769 n-Heptana 104.445,8215 46.203,3814

Q air pendingin 68.280,3040

Total 122.512,0429 122.512,0429

Tabel 4.18 Neraca energi di sekitar Cooler (CO-02) Komponen Q in (kJ) Q out (kJ) 1-Butena 549.974,3459 450.403,1679 Etilen 24.082,5383 41.475,1985

Etana 662,3099 849,8863

3-Metil 1-Pentena 1.630,2319 1.205,8296

1-Heksena 857,2413 606,3407

2-Etil-1-Butena 2.258,6996 1.640,3175 n-Heptana 96.960,2872 70.121,1509

Total 676.425,6541 676.425,6541

Tabel 4.19 Neraca energi di sekitar Cooler (CO-03) Komponen Q in (kJ) Q out (kJ) 1-Butena 819.038,7705 109.616,5514

Etilen 82,1062 9,2837

Etana 1.641,5865 194,6551

3-Metil 1-Pentena 2.143,7976 299,4478 1-Heksena 1.078,4950 150,5717 2-Etil-1-Butena 2.912,2065 407,8021 n-Heptana 123.889,4117 17.513,2959

(28)

28

Tabel 4.20 Neraca energi di sekitar Cooler (CO-04) Komponen Q in (kJ) Q out (kJ)

1-Butena 1.569,6798 693,8368

Etilen 3,6563 0,6664

Etana 6,3320 1,6098

3-Metil 1-Pentena 3.150,0312 1605,7727 1-Heksena 1.628,6715 866,2481 2-Etil-1-Butena 4.405,6545 2290,3619

Katalis Ti 269,7700 0,0000

Katalis Al 550,8616 0,0000

n-Heptana 227.126,6171 119496,1016

Q air pendingin| 113.756,6766

Total 238.711,2740 238.711,2740

Tabel 4.21 Neraca energi di sekitar Condenser (CD-03) Komponen Q in (kJ) Q out (kJ)

Etana 1,6098 2,0067

Katalis Ti 0,0000 269,7700

Katalis Al 0,0000 550,8616

n-Heptana 119.496,1016 85.302,5087

hvap 54.486,4359

Q air pendingin| 87.859,0003

Total 173.984,1473 173.984,1473

Tabel 4.22 Neraca energi di sekitar Heater (HT-01) Komponen Q in (kJ) Q out (kJ)

1-Heksena 9,1538 79,1090

n-Heptana 9.926,8523 85.302,5087

Q steam 75.445,6116

Total 85.381,6177 85.381,6177

Tabel 4.23 Neraca energi di sekitar Heater (HT-02) Komponen Q in (kJ) Q out (kJ) Etilen 84.615,0353 270.837,5139

Etana 76,6349 318,2156

Q steam 186.464,0593

Total 271.155,7295 271.155,7295

Tabel 4.24 Neraca energi di sekitar Heater (HT-03) Komponen Q in (kJ) Q out (kJ) Etilen -14.128,2994 14.430,4236

Etana -0,3803 0,3957

Q steam 28.559,4990

(29)

29

Tabel 4.25 Neraca energi di sekitar Heater (HT-04) Komponen Q in (kJ) Q out (kJ) 1-Butena 8.031,2776 13.208,5404

Etilen 588,4611 1.027,3886

Etana 647,1808 1.111,1150

3-Metil 1-Pentena 1.169,2098 1.893,5575

1-Heksena 603,8290 978,1291

2-Etil-1-Butena 1.639,7099 2.653,0928 Katalis Ti(OC4H9)4 269,7700 269,7700

Katalis Al(C2H5)3 550,8616 550,8616

n-Heptana 85.302,5087 137.554,4455

Q steam 60.444,0921

Total 159.246,9006 159.246,9006

Tabel 4.26 Neraca energi di sekitar Mix-Point (MX-01) Q in (kJ)

Komponen

Umpan Fresh

Ethylene Recycle Etilen Q out (kJ) Etilen 259.237,0161 11.600,4979 270.837,5139

Etana 317,0259 0,3177 317,3436

Total 259.554,0420 11.600,8155 271.154,8576

Komponen Produk Atas R-01 Output CO-01 Q out (kJ) 1-Butena 257.682,0063 5.283,6946 262.965,7010 Etilen 11.420,1732 191,9368 11.612,1100

Etana 37,0177 280,6662 317,6840

3-metil-1-pentena 0,0000 783,5381 783,5381

1-Heksena 0,0000 409,6448 409,6448

2-etil-1-butena 0,0000 1.078,8769 1.078,8769

katalis Ti 0,0000 0,0000 0,0000

katalis Al 0,0000 0,0000 0,0000

(30)

[image:30.612.150.502.97.259.2] [image:30.612.150.560.292.395.2]

30

Komponen

Produk Bawah

FD-01 Output EV-03 Q out (kJ) 1-Butena 272,2299 1.285,6332 1.569,6798

Etilen 1,9233 0,0000 3,6563

Etana 2,1767 2,7623 6,3320

3-metil-1-pentena 189,2528 3.271,9230 3.150,0312 1-Heksena 120,8232 1.647,9689 1.628,6715 2-etil-1-butena 335,8925 4.436,4736 4.405,6545

katalis Ti 269,7700 0,0000 269,7700

katalis Al 550,8616 0,0000 550,8616

n-heptana 38.615,4853 187.708,0976 227.126,6171 Total 40.358,4153 198.352,8587 238.711,2740

Tabel 4.29 Neraca energi di sekitar Kompresor(CP-01)

Stage 1 Stage 2

Keterangan Qin (kJ) Qout (kJ) Keterangan Qin (kJ) Qout (kJ)

Q12 87.960,0926 Q12b 87.960,0926

Qkompresi 34.848,9305 Qkompresi 34.551,9503

Ws 37.521,4669 Ws 37.028,6605

Q12a 122.809,0231 Q14 122.512,0429

∆EK 37.521,4669 ∆EK 37.028,6605

Total 160.330,4900 160.330,4900 Total 159.540,7034 159.540,7034

Tabel 4.30 Neraca energi di sekitar Kompresor(CP-02) Panas Masuk Panas Keluar Keterangan Qin (kJ) Keterangan Qin (kJ) Qin 323.370,9361 Qout 676.425,6541

Qkompresi 353.054,7180 ∆EK 2.999,9704 Ws 2.999,9704

(31)

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 untuk start up dan modal kerja. Suatu pabrik yang

didirikan tidak hanya berorientasi pada perolehan profit, tapi juga berorientasi

pada pengembalian modal yang dapat diketahui dengan melakukan uji kelayakan

ekonomi pabrik.

A. Investasi

Investasi total pabrik merupakan jumlah dari fixed capital investment, working

capital investment, manufacturing cost dan general expenses.

1. Fixed Capital Investment (Modal Tetap)

Fixed Capital Investment merupakan 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 investment pada prarancangan pabrik 1-Butena ditunjukkan pada

(32)

153

Tabel 9.1. Fixed capital investment

1. Direct Cost

- Purchased equipment-delivered _{Rp 25.011.549.739} - Purchased equpment installation _{Rp 13.756.352.356} - Instrumentation dan controls (installed)

Rp 7.503.464.922 - Piping (Biaya perpipaan)

Rp 20.009.239.791 - Electrical (installed) _{Rp 10.004.619.896} - Buildings

Rp 17.508.084.817 - Yard improvement

Rp 5.002.309.948 - Service facilities

Rp 12.505.774.869 - Tanah

Rp 2.000.923.979

Total Direct Cost Rp 113.302.320.318 2. Indirect Cost

- Engineering and supervision

Rp 11.330.232.032 - Construction expenses _{Rp 16.995.348.048} - Biaya tak terduga

Rp 15.736.433.377

Total Indirect Cost Rp 44.062.013.457 Fixed Capital Investment Rp 157.364.333.775

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 pabrik 1-Butena adalah Rp

[image:32.612.163.546.98.384.2]

(33)

154

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. Biaya tidak langsung adalah biaya yang

dikeluarkan untuk mendanai hal-hal yang secara tidak langsung membantu

[image:33.612.165.523.364.651.2]

proses produksi.

Tabel 9.2. Manufacturing cost

1 Direct manufacturing cost

- Raw Material

Rp 236.347.033.688 - Operating labor

Rp 41.781.951.468 - Direct supervisory (pengawas)

Rp 6.267.292.720 - Utilitas

Rp 6.580.925.279 - Maintenance and repair cost

Rp 15.736.433.377 - Operating supplies _{Rp 1.573.643.338} - Laboratory charges

Rp 6.267.292.720

Total Direct manufacturing cost _{Rp 314.554.572.591} 2. Fixed Charges

- Depresiasi

Rp 16.086.595.074 - Pajak lokal

Rp 6.294.573.351 - Asuransi

Rp 1.573.643.338

Total Fixed Charges Rp 23.954.811.763 3. Plant Overhead Cost (POC) Rp 31.892.838.783

(34)

155

• General Expenses (Biaya Umum)

[image:34.612.184.487.382.626.2]

Selain biaya produksi, ada juga biaya umum yang meliputi administrasi, sales expenses, penelitian dan finance. Besarnya general expenses pabrik 1-Butena ditunjukkan pada Tabel 9.3berikut ini.

Tabel 9.3. General expenses

General Expenses

1. Administrative cost Rp 8.913.200.000

2. Distribution and Selling Cost Rp 20.890.975.734 3. Research and Development Cost Rp 8.356.390.294

4. Financing (interest) Rp 9.256.725.516

General Expenses

Rp 47.417.291.544 Total Product Cost (TPC) = Manufacturing Cost

+ General expenses

Rp 417.819.514.680

Tabel 9.4 Biaya administrasi Jabatan Gaji/bulan

(Rp) Jumlah

Gaji total/tahun (Rp)

Dewan Komisaris 35.000.000 1 420.000.000

Direktur 20.000.000 3 720.000.000

Staf Ahli 15.000.000 2 360.000.000

Manager 10.000.000 4 480.000.000

Kepala Bagian 8.000.000 9 864.000.000

Sekretaris Direktur 3.500.000 3 126.000.000

Sekretaris Manager 3.500.000 4 168.000.000

Karyawan shift, terdiri dari :

Proses dan utilitas

5.000.000 64 3.840.000.000

Quality Control

3.500.000 8 336.000.000

Keamanan

(35)

[image:35.612.183.490.97.518.2]

156

Tabel 9.4 Biaya administrasi (lanjutan) Karyawan non shift, terdiri dari :

Kepegawaian 2.500.000 2 60.000.000

Diklat 2.500.000 2 60.000.000

Humas 2.500.000 2 60.000.000

Rumah Tangga 1.500.000 2 36.000.000

Keuangan 2.000.000 2 48.000.000

Akunting 2.500.000 2 60.000.000

Impor 2.000.000 2 48.000.000

Ekspor 2.000.000 2 48.000.000

Lokal 2.000.000 2 48.000.000

Pemeliharaan 4.000.000 2 96.000.000

Litbang 4.500.000 2 108.000.000

Pemasaran 2.500.000 2 60.000.000

Distribusi 2.500.000 4 120.000.000

Penyimpanan 2.000.000 1 24.000.000

Dokter 5.000.000 1 60.000.000

Cleaning service 1.000.000 10 120.000.000

Perawat 1.800.000 2 43.200.000

Supir 1.200.000 10 144.000.000

Peralatan kantor _25.000.000

Legal, Fee & Auditing

40.000.000 Komunikasi

75.000.000

Total Administrative cost 162 8.913.200.000 (Sumber : Indonesia Salary Handbook 2008/2009 )

4. Total Production Cost (TPC)

TPC = manufacturing cost + general expenses

(36)

157

B. Evaluasi Ekonomi

Evaluasi atau uji kelayakan ekonomi pabrik 1-Butena dilakukan dengan

menghitung Return on Investment (ROI), Payout Time (POT), Break Even

Point (BEP), Shut Down Point (SDP), dan cash flow pabrik yang dihitung

dengan menggunakan metode Discounted Cash Flow (DCF).

1. Return On Investment (ROI)

Return On Investment merupakan perkiraan keuntungan yang dapat

diperoleh per tahun didasarkan pada kecepatan pengembalian modal tetap

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

Rp. 64.828.440.103. Pada perhitungan ROI, laba yang diperoleh adalah

laba setelah pajak. Nilai ROI pabrik 1-Butena adalah 35,02 %.

Berdasarkan Tabel 6.21 hal 254 Vilbrant 1959 kriteria nilai persen ROI

[image:36.612.166.535.465.578.2]

minimum untuk beragam pabrik adalah:

Tabel 9.5. Minimum acceptable persent return on investment

Persen Return on Investment

Sebelum Pajak Sesudah Pajak Industri

Low Avr High Low Avr High

Chemical proses 15 30 45 7 15 21

Drugs 25 43 56 13 23 30

Petroleum 18 29 40 12 20 28

Metal 10 17 25 5 9 13

2. Pay Out Time (POT)

Pay out time merupakan waktu minimum teoritis yang dibutuhkan untuk

pengembalian modal tetap yang diinvestasikan atas dasar keuntungan

(37)

158

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

modal pabrik 1-Butenaadalah 1,95 tahun. Angka 1,95 tahun menunjukkan

lamanya pabrik dapat mengembalikan modal dimulai sejak pabrik

beroperasi. Berdasarkan kriteria maksimal payback period (payout time)

untuk beragam pabrik adalah berdasarkan Tabel 6.21 Vilbrant 1959 dapat

[image:37.612.167.523.267.399.2]

dilihat pada Tabel 9.6.

Tabel 9.6. Acceptable payout time untuk tingkat resiko pabrik

Pay Out Time

Industri Sebelum Pajak Sesudah Pajak

_Low _Avr _High _Low _Avr _High

Chemical proses

6,7 3,3 2,2 14,3 6,7 4,8

Drugs 4,0 2,3 1,8 7,7 4,3 3,3

Petroleum 5,6 3,4 2,5 8,3 5,0 3,6

Metal 10,0 5,9 4,0 20,0 11,1 7,7

3. Break Even Point (BEP)

BEP adalah titik yang menunjukkan jumlah biaya produksi sama dengan

jumlah pendapatan. Nilai BEP pada prarancangan Pabrik 1-Butena ini

adalah 46,07 %. Nilai BEP tersebut menunjukkan pada saat pabrik

beroperasi 46,07 % dari kapasitas maksimum pabrik 100%, maka

pendapatan perusahaan yang masuk sama dengan biaya produksi yang

(38)

159

4. Shut Down Point (SDP)

Shut down point adalah suatu titik di mana 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

1-Butena ini adalah 30,13 %, jadi pabrik 1-1-Butena akan mengalami kerugian

jika beroperasi di bawah 30,13 % dari kapasitas produksi total. Grafik

[image:38.612.113.528.310.555.2]

BEP, SDP ditunjukkan pada Gambar 9.1 berikut ini.

Gambar 9.1. Grafik Analisa Ekonomi

BEP

0 100.000.000.000 200.000.000.000 300.000.000.000 400.000.000.000 500.000.000.000

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

R

p

Sale T otal Cost Fixed Cost Variabel Cost

Linear (T otal Cost) Poly. (Sale) Poly. (Variabel Cost) Poly. (Fixed Cost) BEP

(39)

160

C. Angsuran Pinjaman

Total pinjaman pada prarancangan pabrik 1-Butena ini adalah 30% dari total

investasi yaitu Rp 129.594.157.226. Angsuran pembayaran pinjaman tiap

tahun ditunjukkan pada lampiran E Tabel E.10.

D. Discounted Cash Flow (DCF)

Metode discounted cash flow merupakan analisa kelayakan ekonomi yang

berdasarkan aliran uang masuk selama masa usia ekonomi pabrik. Periode

pengembalian modal secara discounted cash flow ditunjukkan pada Tabel

E.10. lampiran E dan kurva Cummulative Cash Flow (Gambar 9.2). Payout

time pabrik 1-Butena adalah 1,95 tahun dan internal rate of return pabrik

1-Butena adalah 38,3940 %

-3,00E+11 -2,00E+11 -1,00E+11 0,00E+00 1,00E+11 2,00E+11 3,00E+11 4,00E+11 5,00E+11 6,00E+11 7,00E+11

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

Stage (Tahun) C u m m u la ti v e C a sh P o si ti o n ( R p )

Gambar 9.2 Kurva Cummulative Cash Flow (Metode

Discounted Cash Flow)

Hasil evaluasi atau uji kelayakan ekonomi pabrik 1-Butena disajikan dalam

[image:39.612.156.554.407.570.2]

(40)

161

Tabel 9.7. Hasil uji kelayakan ekonomi

No Analisa Kelayakan Persentase (%) Batasan Keterangan

1. ROI 35,02 % Min. 21 % Layak

2. POT 1,95 tahun Maks. 4,8 tahun Layak

3. BEP 46,07 % 30 – 60% Layak

4. SDP 30,13 %

(41)

V.

SPESIFIKASI PERALATAN

A.

Peralatan Proses

Peralatan proses pabrik 1-Butena dengan kapasitas 30.000 ton/tahun terdiri dari :

1.

Tangki Penyimpanan n-Heptana (ST-01)

Fungsi

: Menyimpan n-Heptana (C

7

H

16

) dengan kapasitas

8.617,7551 kg

Bentuk

: Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar

(flat

bottom)

dan atap

(head)

berbentuk

torispherical

Kapasitas

: 16,2907 m

3

Dimensi

: Diameter

shell

(D) = 10 ft

Tinggi

shell

(Hs) = 6 ft

Tebal

shell

(t

s

) = 3/8

Tebal

head

(t

h

)

=

1/2 in

Tinggi atap = 1,9850 ft

Tinggi tangki total (Ht) = 7,9850 ft

Tekanan Desain

: 18,8548 psi

Bahan

:

Stainless Steel (austenitic)

AISI tipe 316

2.

Tangki Penyimpanan 1-Butena (ST-02)

Fungsi

: Menyimpan 1-Butena (C

4

H

8

) dengan kapasitas

908.815,0691 kg

Bentuk

: Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar

(flat

(42)

32

Kapasitas

: 1.980,7635 m

3

Dimensi

: Diameter

shell

(D) = 50 ft

Tinggi

shell

(Hs) = 30 ft

Tebal

shell

(t

s

) = 3 in

= 2 ¾ in

Tebal

head

(t

h

)

=

3 in

Tinggi atap = 8,9669 ft

Tinggi tangki total (Ht) = 38,9665 ft

Tekanan Desain

: 152,7166 psi

Bahan

: Hastelloy Tipe A 517 F

3.

Reaktor (R-01)

Fungsi

: Tempat terjadinya reaksi dimerisasi etilen

menghasilkan 1-Butena

Bentuk

: Bubble column

dengan

head

dan

bottom

berbentuk

Torispherical head

, yang dilengkapi dengan koil

pendingin dengan media pendingin berupa air

Kapasitas

: 18,12080 m

3

Dimensi

: Diameter

shell

(D) = 108 in = 2,7432 m

Tinggi

shell

(Z)

= 156 in = 3,9624 m

Tebal

shell

(t

s

)

= 11/16 in

Tebal

head

(t

h

)

= 1 in

Sparger

:

Triangular pitch

d

o

= 0,0341 m = 3,41 cm

Tekanan desain

: 129,9346 psi

Bahan

:

Stainless Steel

AISI tipe 410

4.

Flash Drum

(FD-01)

Fungsi

: Memisahkan uap sebanyak 731,355 kg/jam (0,448

lb/s) dari cairan sebanyak 259,096 kg/jam (0,159

(43)

33

Jenis

:

Vertical Separator

Kondisi Operasi

: Temperatur = 91,225

o

C

Tekanan = 1 atm

Bahan Konstruksi

:

AISI tipe 316

Kapasitas

: 990,451 kg/jam = 0,607 lb/s

Dimensi

: Diameter

shell

(D) = 18 in = 0,457 m

Tinggi

shell

(Hs) = 67,217 in = 1,707 m

Tebal

shell

(t

s

) = 3/16 in

Tebal

head

(t

h

)

=

3/16 in

Tinggi atap = 4,763 in = 0,121 m

Tekanan Desain

: 17,635 psi = 1,199 atm

5.

Mixing Tank

(MT-01)

Fungsi

: Mencampur dan melarutkan katalis segar dan pelarut n-

Heptana

Bahan Konstruksi :

Stainless Steel

(austenitic) AISI tipe 304

Dimensi

: Diameter Tangki, D

t

: 0,9573 m

Tinggi Cairan dalam tangki, Z

l

: 0,9573 m

Diameter Pengaduk, D

i

: 0,3191 m

Tinggi Pengaduk, Z

i

: 0,3829 m

Tinggi tangki, Zt

: 1,1967 m

Lebar

Baffle,

W

: 0,0542 m

Tebal Pengaduk, h

: 0,0638 m

Lebar Pengaduk, l

: 0,0798 m

Tinggi Tangki Keseluruhan

: 1,6180 m

Kapasitas

: 30,4040 m

3

(44)

34

6.

Pompa Proses (PP-01)

Fungsi

: Mengalirkan n-Heptana dari Tangki Penyimpanan (ST-01)

ke tangki pengaduk (MT-01) sebanyak

861,7755 kg/jam

Jenis

:

Centrifugal Pump, single suction, single stage

Kondisi Operasi

: Temperatur : 30

o

C

Tekanan : 1 atm

Bahan Konstruksi

:

AISI tipe 303

Kapasitas

: 1,5164 m

3

/jam = 6,6771 gpm

Dimensi

: NPS

: 0,375 in

Sch Number

: 40

Beda ketinggian (

∆z

) : 1 m

Power motor

: 0,5 hp

Putaran

: 3500 rpm

NPSH (minimum)

: 0,365 m

7.

Fungsi

: Mengalirkan larutan katalis dari Mixing Tank (MT-01) ke

Reaktor (R-01) sebanyak

872,0317 kg/jam

Jenis

:

Centrifugal Pump, single suction, single stage

Kondisi Operasi

: Temperatur : 67

o

C

P input : 1 atm ; P output : 8 atm

Bahan Konstruksi

:

Stainless Steel (austenitic)

AISI tipe 303

Kapasitas

: 1,5319 m

3

/jam = 6,7456 gpm

Dimensi

: NPS

: 0,375 in

Sch Number

: 40

Beda ketinggian (

∆z

) : 3 m

Power motor

: 1,5 hp

Putaran

: 3500 rpm

(45)

35

8.

Fungsi

: Mengalirkan

keluaran bawah FD-01 ke AD-01 melalui

MX-03 sebanyak 259,0959 kg/jam

Jenis

:

Kondisi Operasi : Temperatur : 91,225

o

C

P input : 1 atm ; P output : 1 atm

Bahan Konstruksi :

AISI tipe 303

Kapasitas

: 2,2206 m

3

/jam = 9,7780 gpm

Dimensi

: NPS

: 0,375 in

Sch Number

: 40

Beda ketinggian (

∆z

) : 0,5 m

Power motor

: 0,5 hp

Putaran

: 3500 rpm

NPSH (minimum) : 0,4707 m

9.

Fungsi

: Memompa keluaran AC-01 ke DC-01 sebanyak

312,9207

kg/jam

Jenis

:

Kondisi Operasi

: Temperatur : -30,6806

o

C

Bahan Konstruksi

:

AISI tipe 303

Kapasitas

: 3,1294 m

3

/jam = 13,7798 gpm

Dimensi

: NPS

: 0,5 in

Sch Number

: 40

Beda ketinggian (

∆z

): 2 m

Power motor

: 0,5 hp

Putaran

: 3500 rpm

(46)

36

10.

Fungsi

: Memompa keluaran AC-01 ke DC-01 sebanyak

4.090,9414

kg/jam

Jenis

:

Kondisi Operasi

: Temperatur : 35,2284

o

C

Bahan Konstruksi

: Stainless Steel (austenitic)

AISI tipe 303

Kapasitas

: 32,6555 m

3

/jam = 143,7943 gpm

Dimensi

: NPS

: 2 in

Sch Number

: 40

Beda ketinggian (

∆z

) : 2 m

Power motor

: 0,5 hp

Putaran

: 3500 rpm

NPSH (minimum)

: 2,8255 m

11.

Fungsi

: Mengalirkan

keluaran AD-01 untuk di-

recycle

ke Reaktor

(R-01)sebanyak 871,1812 kg/jam

Jenis

:

Kondisi Operasi

: Temperatur : 67

o

C

Bahan Konstruksi

:

AISI tipe 303

Kapasitas

: 7,8156 m

3

/jam = 34,4148 gpm

Dimensi

: NPS

: 1 in

Sch Number

: 40

Beda ketinggian (

∆z

): 1 m

Power motor

: 5 hp

Putaran

: 3500 rpm

(47)

37

12.

Fungsi

: Mengalirkan

produk 1-Butena dari AC-02 ke ST-02

sebanyak 3.786,7295 kg/jam

Jenis

:

Kondisi Operasi

: Temperatur : 35,2284

o

C

Bahan Konstruksi

:

AISI tipe 303

Kapasitas

: 7,9382 m

3

/jam = 34,9546 gpm

Dimensi

: NPS

: 1,25 in

Sch Number

: 40

Beda ketinggian (

∆z

) : 4 m

Power motor

: 0,5 hp

Putaran

: 3500 rpm

NPSH (minimum)

: 1,1005 m

13.

Compressor

(CP-01)

Fungsi

: Untuk menaikkan tekanan keluaran atas

flash drum

(FD-

01) dari 1 atm hingga 8 atm sebanyak 731,3546 kg/jam

Jenis

:

Turbo compressor

2

stage

Kondisi operasi

: P

in

= 1 atm

T

in

= 91,225

o

C

P

out

= 8 atm T

out

= 114,8322

o

C

Ws

= 4.565,4967 kJ/kmol

Power

: 13,8064 hp

(48)

38

14.

Compressor

(CP-02)

Fungsi

: Untuk menaikkan tekanan umpan DC-01 dari 8 atm

hingga 19 atm sebanyak 4.609,4011 kg/jam

Jenis

:

Turbo compressor

1

stage

Kondisi operasi

: P

in

= 8 atm

T

in

= 67

o

C

P

out

= 19 atm T

out

= 108,9439

o

C

Ws

= 2.099,9793 kJ/kmol

Power

: 89,7291 hp

Bahan konstruksi

: Stainless Steel (austenitic)

AISI tipe 316

15.

Expander Valve

(EV-01)

Fungsi

: Menurunkan tekanan

fresh feed

etilen sebelum masuk

Reaktor (R-01) dari P = 33 atm menjadi 8 atm

Kapasitas

: 3.973,6010 kg/jam

: ID = 2,0670 in

OD = 2,3750 in

Dimensi

a't = 0,0233 ft

2

Bahan Konstruksi

:

Commercial Stainless Steel

(Austenitic) AISI tipe 303

16.

Expander Valve

(EV-02)

Fungsi

: Menurunkan tekanan keluaran bawah DC-02 dari 19

atm hingga 8 atm

Kapasitas

: 170,0259 kg/jam

: ID = 0,6220 in

OD = 0,8400 in

Dimensi

a't = 0,0021 ft

2

(49)

39

17.

Expander Valve

(EV-03)

Fungsi

: Menurunkan tekanan keluaran bawah Reaktor (R-01)

dari 8 atm hingga 1 atm

Kapasitas

: 990,4505 kg/jam

: ID = 1,0490 in

OD = 1,3150 in

Dimensi

a't = 0,0060 ft

2

Bahan Konstruksi

:

(Austenitic) AISI tipe 303

18.

Expander Valve

(EV-04)

Fungsi

: Menurunkan tekanan keluaran bawah Menara Distilasi

(DC-01) dari 19 atm hingga 4 atm

Kapasitas

: 4.439,3753 kg/jam

: ID = 2,0670 in

OD = 2,3750 in

Dimensi

a't = 0,0233 ft

2

Bahan Konstruksi

:

(Austenitic) AISI tipe 303

19.

Expander Valve

(EV-05)

Fungsi

: Menurunkan tekanan keluaran bawah DC-02 sebelum

masuk ke

Mix Point

(MX-03) dari 4 menjadi 1 atm

Kapasitas

: 652,6456 kg/jam

: ID = 1,049 in

OD = 1,315 in

Dimensi

a't = 0,006 ft

2

(50)

40

20.

Menara Distilasi (DC-01)

Fungsi

: Untuk memisahkan Etilen sebanyak 170,1920 kg

menjadi hasil atas sebanyak 170,0218 kg dan hasil

atas sebanyak 0,1702 kg.

Jenis

:

Sieve tray

Bentuk

: Silinder tegak (vertikal) dengan dasar dan atap (

head

)

berbentuk

ellipsoidal

Bahan Konstruksi : Kolom =

Hastelloy Tipe A517F

Plate

=

Stainless Steel

SA-240 Grade C

Pola aliran

:

Cross Flow ( Single pass )

Tekanan operasi

: 19 atm

Dimensi menara

: Diameter = 0,7 m

Tinggi = 3,8388 m

Tebal dinding = 0,1875 in

Dimensi

plate

: Panjang

weir

= 0,5320 m

Tinggi

weir

= 0,05 m

Tebal

plate

= 0,005 m

Plate spacing

= 0,45 m

Jumlah

plate

= 9 buah

Letak umpan =

plate

ke-2 dari atas

Dimensi

hole

: Diameter

hole

= 0,005 m

Jumlah

hole

= 1.490 buah

(51)

41

21.

Kondensor (CD-01)

Fungsi

: Mengkondensasikan seluruh produk atas DC-01

Bentuk

: Double Pipe Heat Exchanger

t

LMTD

: 265,4449

o

F

Luas, A

: 5,22 ft

2

Dimensi pipa

:

Annulus

:

IPS

= 2 in

Sch. No. 40

OD

= 2,38 in

ID

= 2,067 in

Inner pipe

:

IPS

= 1,25 in

Sch. No. 40

OD

= 1,66 in

ID

= 1,38 in

Panjang, L = 12 ft

∆

P,

annulus

= 0,0169 psi

∆

P,

inner pipe

= 0,0098 psi

Clean Overall

Coefficient

, Uc

: 60,1767 Btu/jam ft

2

.

o

F

Design Overall

Coefficient

, U

D

: 38,1406 Btu/jam ft

2

.

o

F

Dirt Factor

, R

d

: 0,0096 hr ft

2 o

F/ Btu

(52)

42

22.

Accumulator

(AC-01)

Fungsi

: Menampung sementara cairan yang keluar dari

01.

Jenis

: Tangki silinder dengan tutup

Elliptical

Bahan Konstruksi

:

AISI tipe 316

Kapasitas

: 5,3392 ft

3

Dimensi

: OD : 16 in

L

total

: 4,5688 ft

Tebal

shell

: 0,3175 in

Tebal

head

: 0,3175 in

23.

Reboiler

(RB-01)

Fungsi

: Memanaskan kembali dan menguapkan sebagian

produk bawah DC-01 untuk dikembalikan ke DC-01

Bentuk

:

Double Pipe Heat Exchanger

Dimensi pipa

:

Annulus

:

IPS = 4 in

Sch. No. 40

OD = 4,5 in

ID = 4,026 in

Inner pipe

:

IPS = 3 in

Sch. No. 40

OD = 3,5 in

ID

= 3,068 in

Panjang

hairpins

, L = 6 ft

Jumlah

hairpins

, n = 5

∆

P,

annulus

= 0,1380 psi

∆

P,

inner pipe

= 0,02 psi

(53)

43

24.

Menara Distilasi (DC-02)

Fungsi

: Untuk memisahkan produk DC-02 sebanyak

4.439,3753 kg menjadi hasil atas sebanyak 3.786,7295

kg dan hasil bawah sebanyak 652,6456 kg.

Jenis

:

Sieve tray

Bentuk

: Silinder tegak (vertikal) dengan dasar dan atap (

head

)

berbentuk

torispherical

Bahan Konstruksi : Kolom =

AISI tipe 316

Plate

=

AISI tipe 316

Pola aliran

:

Cross Flow ( Single pass )

Tekanan operasi

: 4 atm

Dimensi menara

: Diameter = 2,9210 m

Tinggi total menara = 9,2544 m

Tebal dinding = 0,3125 in

Dimensi

plate

: Panjang

weir

= 2,2 m

Tinggi

weir

= 0,05 m

Tebal

plate

= 0,005 m

Plate spacing

= 0,45 m

Jumlah

plate

= 24 buah

Letak umpan =

tray

ke-5 dari atas atau ke-17 dari

bawah

Dimensi

hole

: Diameter

hole

= 0,005 m

Jumlah

hole

= 25.940 buah

(54)