1
PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN NITROMETANA
DARI METANA DENGAN PROSES NITRASI
DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 6.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia
DISUSUN OLEH :
NIM : 040405063
HENNY M. ARITONANG
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
▸ Baca selengkapnya: proses pembuatan unsur gas mulia
(2)(3)KATA PENGANTAR
Segala puji, hormat dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha
Esa atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir yang berjudul “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan nitrometana dari
metana dengan proses nitrasi dengan Kapasitas 6.000 Ton/Tahun”. Tugas Akhir
ini disusun untuk melengkapi persyaratan mengikuti ujian sarjana pada Departemen
Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Selama mengerjakan Tugas akhir ini penulis banyak menerima bimbingan,
saran dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu dengan segala ketulusan hati
penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Dr. Ir. Mhd. Turmuzi Lubis, MS., sebagai Dosen Pembimbing I yang telah
banyak memberikan masukan dan bimbingan selama menyelesaikan tugas akhir
ini.
2. Bapak Ir. Indra Surya,MSc, sebagai Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan arahan selama menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, Msi., sebagai Koordinator Tugas Akhir Departemen
Teknik Kimia FT USU.
4. Seluruh Dosen Pengajar Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama menjalani
studi.
5. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan
bantuan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Departemen Teknik
Kimia.
6. Dan yang paling istimewa Orang tua penulis Ayahanda dan Ibunda tersayang,
yang tidak pernah lupa memberikan motivasi dan semangat kepada penulis.
7. Abang-abang dan Kakak-kakak senior serta adik-adik junior sebagai tempat
diskusi dan yang memberikan masukan-masukan yang bermanfaat.
8. Teman-teman stambuk ‘04 tanpa terkecuali. Terimakasih buat kebersamaan dan
semangatnya.
10.Seluruh Pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu namanya yang juga turut
memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan
dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan
kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan pada penulisan berikutnya.
Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat memberi manfaat kepada seluruh pembaca,
khususnya mahasiswa/i Teknik Kimia.
Medan, April 2010
INTI SARI
Nitrometana dibuat dari metana dan asam nitrat dengan proses nitrasi.
Bahan-bahan baku dipanaskan di dalam heater kemudian direaksikan di dalam reaktor
dengan kondisi operasi adalah 400 0C dan tekanan 5 atm.
Pabrik Nitrometana ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas
6.000 ton/tahun (753,7879 kg/jam) dan beroperasi selama 330 hari kerja dalam
setahun.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah hilir Sungai Silau, Daerah
Asahan, Sumatera Utara dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 24.420 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 142
orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) yang
dipimpin oleh seorang Direktur dengan struktur organisasi adalah organisasi garis
dan staff.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik nitrometana, adalah:
- Modal Investasi : Rp 381.740.266.439
- Biaya Produksi : Rp 410.813.868.405
- Hasil Penjualan : Rp 537.300.015.120.-
- Laba Bersih : Rp 88.115.101.187
- Profit Margin : 23,42 %
- Break Even Point : 53,59 %
- Return on Investment : 23,08 %
- Return on Network : 38,47 %
- Pay Out Time : 4,33 tahun
- Internal Rate of Return : 40,03 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ...i
INTISARI ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... xi BAB I PENDAHULUAN ... I-1
1.1 Latar Belakang ... I-1
1.2 Perumusan Masalah ... I-2
1.3 Tujuan Pra Rancangan Pabrik ... I-2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1
2.1 Gambaran Umum Nitrometana ... II-1
2.2 Sifat-sifat Bahan ... II-1
2.2.1 Nitrometana (CH3NO2) ... II-1
2.2.2Metana (CH4) ... II-2
2.2.3 Asam Nitrat (HNO3)... II-2
2.2.4 Hidrogen Klorida ... II-2
2.3 Pembuatan Nitrometana ... II-3
2.4 Alasan Pemilihan Proses ... II-5
2.5 Proses Pembuatan Nitrometana ... II-5
2.6 Unit Pengolahan Limbah ... II-8
BAB III NERACA MASSA ...III-1
3.1 Mixer (M-101) ...III-1
3.2 Reaktor (R-201) ...III-2
3.3 Tangki Penampungan Sementara (TK-101) ...III-3
3.4 Knock-Out Drum (V-301) ...III-3
3.5 Menara Oksidasi ...III-4
3.6 Menara Absorbsi ...III-5
3.7 Kolom Destilasi I ...III-5
3.7.2 Reboiler Destilasi I ...III-6
3.8 Kolom Destilasi II ...III-6
3.8.1 Kondensor Destilasi II ...III-7
3.8.2 Reboiler Destilasi II ...III-7
3.9 PSA ...III-8
BAB IV NERACA ENERGI ... IV-1
4.1 Vaporizer (E-102) ... IV-1
4.2 Mixer (M-101) ... IV-1
4.3 Heater (E-101) ... IV-1
4.4 Reaktor (R-201) ... IV-2
4.5 Cooler (E-201) ... IV-2
4.6 Knock-Out Drum (V-301) ... IV-2
4.7 Menara Oksiadasi (T-303) ... IV-3
4.8 Absorber (T-303) ... IV-3
4.9 Heater (E-302) ... IV-3
4.10 Destilasi I (T-301) ... IV-3
4.11 Destilasi II (T-302) ... IV-3
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... V-1 BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1
6.1 Instrumentasi ... VI-1
6.2 Keselamatan Kerja Pabrik ... VI-6
6.3 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Pembuatan Nitrometana ... VI-6
6.3.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Ledakan ... VI-6
6.3.2 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis ... VI-8
6.3.3 Pencegahan Terhadap Bahaya Listrik ... VI-9
6.3.4 Menggunakan Alat Pelindung Diri (ADP) ... VI-9
6.3.5 Penyediaan Poliklinik di Lokasi Pabrik ... VII-11
BAB VII UTILITAS... VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (Steam) ... VII-1
7.2 Kebutuhan Air ... VII-2
7.2.1 Penyaringan (Screening) ... VII-6
7.2.3 Filtrasi ... VII-7
7.2.4 Demineralisasi ... VII-8
7.2.5 Deaerator ... VII-11
7.3 Kebutuhan Listrik ... VII-11
7.4 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-12
7.5 Spesifikasi Peralatan Utilitas... VII-13
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1
8.1 Landasan Teori ... VIII-1
8.2 Lokasi Pabrik... VIII-1
8.3 Tata Letak pabrik ... VIII-4
8.4 Perincian Luas Tanah ... VIII-7
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... IX-1
9.1 Organisasi Perusahaan ... IX-1
9.2 Manajemen Perusahaan ... IX-5
9.3 Bentuk Hukum Badan Usaha ... IX-7
9.4 Uraian Tugas, Wewenang dan Tanggung Jawab ... IX-9
9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ... IX-9
9.4.2 Dewan Komisaris ... IX-9
9.4.3 Direktur ... IX-9
9.4.4 Staf Ahli ... IX-10
9.4.5 Sekretaris ... IX-10
9.4.6 Manejer Produksi ... IX-10
9.4.7 Manejer Teknik ... IX-10
9.4.8 Manejer Umum dan Keuangan ... IX-10
9.4.9 Manajer Pembelian dan Pemasaran ... IX-11
9.5 Sistem Kerja ... IX-11
9.5.1 Karyawan Non Shift ... IX-11
9.5.2 Karyawan Shift ... IX-12
9.6 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ... IX-14
9.7 Sistem Penggajian ... IX-16
BAB X ANALISA EKONOMI ... X-1
10.1 Modal Investasi ... X-1
10.1.1 Modal Investasi Tetap/ Fixed Capital Investment (FCI) ... X-1
10.1.2 Modal Kerja/ Working Capital (WC)... X- 3
10.2 Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ... X- 4
10.2.1 Biaya Tetap (BPT)/ Fixed Cost (FC) ... X- 4
10.2.2 Biaya Variable (BV)/ Variable Cost (VC) ... X- 4
10.3 Total Penjualan (Total Sales) ... X- 5
10.4 Bonus Perusahaan ... X- 5
10.5 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ... X- 5
10.6 Analisa Aspek Ekonomi ... X- 5
10.6.1 Profit Margin (PM) ... X- 5
10.6.2 Break Evan Point (BEP) ... X- 6
10.6.3 Retrun On Investmen (ROI) ... X- 6
10.6.4 Pay Out Time (POT) ... X- 7
10.6.5 Return On Network (RON) ... X- 7
10.6.6 Internal Rate Of Return (IRR) ... X- 8
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Statistika Kebutuhan Nitrometana Indonesia... I-2
Tabel 3.1 Neraca Massa Mixer (SM-101) ... III-1
Tabel 3.2 Neraca Massa Reaktor (R-201) ... III-2
Tabel 3.3 Neraca Massa Tangki Penampungan Sementara (TK-101) ... III-3
Tabel 3.4 Neraca Massa Knock-Out Drum (V-301) ... III-3
Tabel 3.5 Neraca Massa Menara Oksidasi ... III-4
Tabel 3.6 Neraca Massa Menara Absorbsi ... III-5
Tabel 3.7 Neraca Massa Destilasi I ... III-5
Tabel 3.8 Neraca Massa Kondensor Destilasi I ... III-6
Tabel 3.9 Neraca Massa Reboiler Destilasi I ... III-6
Tabel 3.10 Neraca Massa Destilasi II ... III-6
Tabel 3.11 Neraca Massa Kondensor Destilasi II... III-7
Tabel 3.12 Neraca Massa Reboiler Destilasi II ... III-7
Tabel 3.13 Neraca Massa PSA ... III-8
Tabel 4.1 Neraca Panas Vaporizer (E-102) ... IV-1
Tabel 4.2 Neraca Panas Mixer (M-101) ... IV-1
Tabel 4.3 Neraca Panas Heater (E-101) ... IV-1
Tabel 4.4 Neraca Panas Reaktor (R-201) ... IV-2
Tabel 4.5 Neraca Panas Cooler (E-201) ... IV-2
Tabel 4.6 Neraca Panas Knock-Out Drum (V-301) ... IV-2
Tabel 4.7 Neraca Panas Menara Oksidasi (T-303) ... IV-3
Tabel 4.8 Neraca Panas Absorber (T-304) ... IV-3
Tabel 4.9 Neraca Panas Heater (E-302) ... IV-3
Tabel 4.10 Neraca Panas Keseluruhan Kolom Destilasi I ... IV-3
Tabel 4.11 Neraca Panas Keseluruhan Kolom Destilasi II ... IV-4
Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi Pada Pra-Rancangan ... VI-4
Tabel 7.1 Kebutuhan Uap ... VII-1
Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin pada Alat ... VII-2
Tabel 7.3 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan ... VII-4
Tabel 8.4 Perincian Luas Areal Pabrik... VIII-7
Tabel 9.1 Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikannya ... IX-14
Tabel 9.2 Perincian Gaji Pegawai ... IX-16
Tabel LA.1 Konstanta Antoine Komponen ... LA-18
Tabel LA.2 Trial Temperatur Umpan Masuk Kolom Destilasi I ... LA-18
Tabel LA.3 Trial Titik Embun Distilat ... LA-19
Tabel LA.4 Trial Titik Gelembung Bottom ... LA-19
Tabel LA.5 Penentuan Tekanan Relatif Umpan ... LA-20
Tabel LA.6 Trial Temperatur Umpan Masuk Kolom Destilasi II ... LA-25
Tabel LA.7 Trial Titik Embun Distilat Destilasi II ... LA-25
Tabel LA.8 Trial Titik Gelembung Bottom Destilasi II ... LA-26
Tabel LA-9 Trial Φ untuk Destilasi II ... LA-26 Tabel LB.1 Kapasitas Panas Gas ... LB-1
Tabel LB.2 Kapasitas Panas Cairan ... LB-2
Tabel LB.3 Nilai Gugus pada Perhitungan CpL dengan Metode Chueh dan
Swanson ... LB-2
Tabel LB.4 Data Titik Didih dan Panas Laten... LB-2
Tabel LB.5 Panas Reaksi Pembentukan ... LB-2
Tabel LB.6 Neraca Panas Vaporizer (E-102) ... LB-6
Tabel LB.7 Neraca Panas Heater (E-101) ... LB-10
Tabel LB.8 Panas Reaksi pada 4500C ... LB-18
Tabel LB.9 Panas Reaksi pada 4000C ... LB-19
Tabel LB.10 Panas Reaksi pada 4000C ... LB-19
Tabel LB.11 Panas Reaksi pada 4000C ... LB-20
Tabel LB.12 Panas Reaksi pada 4000C ... LB-21
Tabel LB.13 Neraca Panas Reaktor (R-201) ... LB-22
Tabel LB.14 Neraca Panas Cooler (E-201) ... LB-28
Tabel LB.15 Neraca Panas Knock-Out Drum ... LB-34
Tabel LB.16 Neraca Panas Menara Oksidasi ... LB-36
Tabel LB.17 Panas Keluar Absorber ... LB-37
Tabel LB.18 Neraca Panas Absorber (T-304) ... LB-37
Tabel LE.1 Perincian Harga Bangunan, dan Sarana Lainnya ...LE-2
Tabel LE.2 Harga Indeks Marshall dan Swift...LE-4
Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses...LE-7
Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas dan Pengolahan Limbah...LE-9
Tabel LE.5 Biaya Sarana Transportasi...LE-11
Tabel LE.6 Perincian Gaji Pegawai...LE-15
Tabel LE.7 Perincian Biaya Kas...LE-16
Tabel LE.8 Perincian Modal Kerja...LE-17
Tabel LE.9 Aturan Depresiasi RI No.17 Tahun 2000...LE-18
Tabel LE.10 Perhitungan Biaya Depresiasi Sesuai UU RI
No.17 Tahun 2000... LE-19
Tabel LE.11 Hubungan antara Biaya Tetap, biaya Variabel, Total Biaya Produksi
dan Hasil Penjualan ... ...LE-28
DAFTAR GAMBAR
Gambar 6.1 Instrumentasi pada alat ... VI-5
Gambar 8.1 Tata letak pabrik nitrometana ... VIII-8
Gambar 9.1 Struktur organisasi pabrik pembuatan nitrometana ... IX-20
Gambar LD.1 Sketsa sebagian bar screen, satuan mm (dilihat dari atas) ... LD-2
Gambar LE.1 Harga peralatan untuk bucket elevator (C-111) ... LE-6
INTI SARI
Nitrometana dibuat dari metana dan asam nitrat dengan proses nitrasi.
Bahan-bahan baku dipanaskan di dalam heater kemudian direaksikan di dalam reaktor
dengan kondisi operasi adalah 400 0C dan tekanan 5 atm.
Pabrik Nitrometana ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas
6.000 ton/tahun (753,7879 kg/jam) dan beroperasi selama 330 hari kerja dalam
setahun.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah hilir Sungai Silau, Daerah
Asahan, Sumatera Utara dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 24.420 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 142
orang. Bentuk badan usaha yang direncanakan adalah Perseroan Terbatas (PT) yang
dipimpin oleh seorang Direktur dengan struktur organisasi adalah organisasi garis
dan staff.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik nitrometana, adalah:
- Modal Investasi : Rp 381.740.266.439
- Biaya Produksi : Rp 410.813.868.405
- Hasil Penjualan : Rp 537.300.015.120.-
- Laba Bersih : Rp 88.115.101.187
- Profit Margin : 23,42 %
- Break Even Point : 53,59 %
- Return on Investment : 23,08 %
- Return on Network : 38,47 %
- Pay Out Time : 4,33 tahun
- Internal Rate of Return : 40,03 %
Dari hasil analisa aspek ekonomi, maka dapat disimpulkan bahwa pabrik
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan industri di Indonesia khususnya industri kimia terus
mengalami peningkatan. Meskipun sempat dilanda krisis ekonomi sampai saat ini,
namun dengan usaha-usaha tertentu yang dilakukan pemerintah, sektor ini mulai
bangkit lagi. Dengan bangkitnya sektor ini, maka peningkatan unsur-unsur
penunjang industri juga makin meningkat, termasuk bahan-bahan pembantu dan
penunjang.
Sebagai salah satu negara yang sedang berkembang, bangsa Indonesia
memiliki kewajiban untuk melakukan pembangunan di segala bidang. Salah satunya
adalah di sektor ekonomi, yang sedang digiatkan oleh pemerintah untuk mencapai
kemandirian perekonomian nasional. Untuk mencapai tujuan ini, pemerintah
menitikberatkan di sektor industri.
Sektor industri dalam pembangunan semakin berperan sangat strategis karena
merupakan motor penggerak pembangunan. Sektor ini diharapkan disamping sebagai
penyerap tenaga terbesar, penghsil devisa, juga sebagai pemacu pertumbuhan
ekonomi yang tinggi. Hal ini akan dapat dicapai jika kita menyadari adanya peluang
dan tantangan dalam liberalisasi perdagangan dunia dan kemampuan kita untuk
mengatasi hambatan dalam pembangunan sektor industri. Untuk mencapai tujuan
tersebut, dapat dilakukan dengan mengurangi impor bahan-bahan kimia dan memacu
peningkatan pemanfaatan bahan industri dalam negeri.
Hingga saat ini sebagian kebutuhan industri dalam negeri masih harus
diimpor dari luar negeri. Salah satu contoh produksi kimia tersebut adalah
Nitrometana. Nitrometana merupakan bahan kimia yang diperoleh dari nitrasi
metana pada suhu tinggi. Aplikasi penggunaan Nitrometana adalah sebagai pelarut
dalam ekstraksi, intermediate dalam sintesa organik, dalam industri farmasi,
pestisida, bahan peledak, dan juga sebagai bahan bakar mobil balap.
Tabel 1.1 Data Statistik Kebutuhan Nitrometana Indonesia
Tahun Kebutuhan nitrometana (kg)
2006
2007
Jan –Agustus 2008
892,322
946,206
613,322
(BPS, 2006-2008)
1.2 Rumusan Masalah
Kebutuhan bahan kimia Nitrometana mengalami peningkatan setiap tahun.
Dan selama ini kebutuhan akan nitrometana tersebut diperoleh dari negara lain
melalui impor. Tentu hal ini menimbulkan masalah tersendiri karena akan dalam
proses impor tersebut akan memerlukan biaya impor dan harga belinya akan lebih
mahal dibanding jika nitrometana tersebut diproduksi sendiri di Indonesia.
1.3 Tujuan Prarancangan Pabrik
Tujuan prarancangan pabrik pembuatan Nitrometana dari metana dengan
proses nitrasi adalah untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kimia khususnya
dibidang prarancangan, proses dan operasi teknik kimia sehingga akan memberikan
gambaran kelayakan prarancangan pabrik pembuatan Nitrometana.
Tujuan lain dari pra perancangan pabrik pembuatan Nitrometana ini adalah
untuk memenuhi kebutuhan Nitrometana dalam negeri yang selama ini masih
diimpor dari negara lain dan selanjutnya akan dikembangkan untuk tujuan ekspor.
Selain itu, diharapkan dengan berdirinya pabrik ini akan memberi lapangan
pekerjaan dan memicu peningkatan produktivitas rakyat yang pada akhirnya akan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Gambaran Umum Nitrometana
Nitrometana merupakan senyawa organik yang memiliki rumus molekul
CH3NO2. Nitrometana memiliki nama lain Nitrokarbol. Nitrometana ini merupakan
senyawa organik nitro yang paling sederhana. Nitrometana pertamakali diproduksi
pada tahun 1872 oleh Kolbe dan diproduksi secara komersial dari nitrasi propane
dalam fasa uap. Senyawa ini biasanya digunakan sebagai pelarut, seperti pelarut pada
proses ekstrkasi. Tetapi kadang-kadang juga digunakan dalam dunia farmasi, indusrti
pestisida, bahan baku peledak, serat, dan juga digunakan sebagai bahan bakar mobil
balap.
Pada umumnya produksi metana diperoleh dari nitrasi gas metana. Reaksi ini
terjadi pada suhu 3000C-4500C. Reaksi antara asam nitrat dan gas metana ini
merupakan reaksi eksotermik. (www.wikipedia.com, 2009)
2.2 Sifat-Sifat Bahan
2.2.1 Nitrometana (CH3NO2)
• Berat molekul : 61,041 gr/mol
• Densitas : 1,138 gr/cm3, pada fasa cair
• Titik leleh : -290C
• Titik didih : 101,20C
• Kelarutan dalam air pas 200C : 10,5 gr / 100 ml
• Viskositas : 0,61 mPa pada 250C
• Specific gravity : 1,136
• Flash point : 360C
• Merupakan cairan tidak berwarna
(Kirk, R.E. dan Othmer, D.F. 1981.)
2.2.2 Metana (CH4)
• Densitas : 0.717 kg/m3, gas
• Berat molekul : 16,042 gr/mol
• Titik leleh : -182.5 °C
• Titik didih : -161.6 °C
• Flash point : -1880C
• Spesifik gravity : 0,554 pada suhu 700F
• Kelarutan dalam air : 3,5 mg/100 mL (17 °C)
• Dalam temperatur kamar merupakan gas yang tidak berwarna
2.2.3 Asam Nitrat (HNO3)
• Densitas : 1,5129 g/ml
• Berat molekul : 63 gr/mol
• Titik leleh : -41,60C
• Titik didih : 83,40C
• Viskositas : 0,9 cp
• Pada suhu ruangan merupakan cairan tidak berwarna
(Kirk, R.E. dan Othmer, D.F. 1981.)
2.3.4 Hidrogen klorida (HCl) 37%
• Berat molekul : 36,5
• Titik lebur : 54,5°C
• Titik didih : 85,1°C
• Densitas (25°C) : 1,184 kg/l
• Tekanan uap pada 20oC : 42,6 bar
• Tekanan kritik : 82,58 bar
• Temperatur kritik : 51,4oC
• Panas laten uap pada 20oC : 443,38 kJ/kg
• Larut dalam air
2.3 Pembuatan Nitrometana
Nitrasi merupakan proses kimia yang umum yang menggabungkan senyawa
nitro dengan suatu senyawa kimia. Contohnya konversi gliserin menjadi nitrogliserin
dan juga konversi toluena menjadi trinitrotoluena. Ada dua cara pembuatan
nitrometana yaitu:
1. Proses produksi nitrometana dengan reaksi antara natrium kloroasetat dan
natrium nitrat.
Nitrometana dapat diproduksi dengan mereaksikan natrium kloroasetat
dengan natrium nitrat. Reaksinya adalah:
ClCH2COONa + NaNO2 + H2O CH3NO2 + NaCl +
NaHCO3
2. Proses produksi nitrometana dengan proses nitrasi metana dan nitrasi
senyawa hidrokarbon lainnya.
Pembuatan Nitrometana dilakukan dengan proses nitrasi pada gas metana. Reaksi
antara metana dan asam nitrat ini berlangsung dalam reaktor dengan kondisi operasi
pada suhu 300-4500C, dan berlangsung secara eksoterrmis. Pembuatan Nitrometana
dengan proses ini memiliki tahap-tahap berikut:
a. Tahap persiapan bahan baku
Asam nitrat yang digunakan dalam proses harus dalam bentuk fasa gas, oleh
karena itu perlu dilakukan perlakuan awal untuk mengubah asam nitrat dari fasa cair
menjadi fasa gas. Asam nitrat cair diubah menjadi fasa gas dengan menggunakan
vaporizer. Keluaran vaporizer dialirkan untuk dipanaskan bersama dengan metana.
Metana dialirkan dari tangki penampungan dengan menggunakan blower. Pemanasan
dilakukan dengan preheater sampai suhu 4000C dan 5 atm.
b. Tahap reaksi metana menjadi Nitrometana
Campuran antara asam nitrat dan metana dari preheater dialirkan ke dalam
reaktor yang beroperasi pada suhu 400oC dan 5 atm. Pada kondisi reaktor ini, CH4
dan HNO3 akan bereaksi menjadi Nitrometana (CH3NO2). Reaksi ini merupakan
secara eksoterm. Selain nitrometana juga akan terdapat produk lain sebagai hasil
samping dari reaksi tersebut. Reaksi yang terjadi pada reaktor antara lain:
1. CH4 + HNO3 CH3NO2 + H2O
2. HNO3 2NO2 + H2O
3. 4HNO3 4NO + 3O2 + 2H2O
4. CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
5. 2CH4 + O2 2CO + 4H2
c. Tahap pendinginan
Nitrometana dan hasil samping lainnya keluar dari reaktor pada suhu 400oC,
semuanya dalam fasa gas. Untuk memperoleh produk dilakukan pendinginan dengan
menggunakan refrigerant hingga mencapai suhu 48oC. Adapun yang mengalami
kondensasi antara lain nitrometana, HCl, HNO3, dan H2O. Selanjutnya campuran
antara gas dan cairan ini dilairkan ke separator untuk memisahkan gas dari cairan.
d. Tahap pemisahan
Pada tahap ini digunakan separator KO drum, untuk memisahkan fasa cair
dengan fasa gas. Fasa gas akan terpisah dan mengalir melalui bagian atas, dan
dialirkan ke menara oksidasi. Pada tahap ini akan terjadi reaksi oksidasi untuk
mengubah NO menjadi NO2 dan CO menjadi CO2. Adapun reaksi yang terjadi pada
tahap ini adalah:
2NO + O2 2NO2
CO + O2 2CO2
Kemudian dari menara oksidasi dialirkan ke menara absorbsi untuk
mengambil NO2 dan mengubahnya menjadi HNO3 untuk dipakai kembali menjadi
umpan nitrasi. Pada absorbsi ini, yang dipakai sebagai absorber adalah air. Rekasi
yang terjadi pada absorbsi NO2 ini adalah:
4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3
HNO3 yang terbentuk adalah dalam fasa cair sehingga akan mengalir melalui
bagian bawah dan akan dikembalikan sebagai umpan. Sedangkan sisanya yaitu gas
Adsorption), untuk memisahkan gas CH4 murni, dan gas CH4 tersebut akan
dikembalikan melalui bagian atas ke umpan CH4.
Fasa cair pada separator KO drum yang mengandung nitrometana, asam
nitrat, air dan HCl akan dialirkan kebagian bawah untuk dipisahkan, guna
memperoleh produk yang diinginkan. Pemisahannya adalah dengan menggunakan 2
tahap destilasi. Destilasi I akan memisahkan nitrometana dari campuran cairan
tersebut. Pada bagian bawah destilasi dihasilkan cairan yang kaya nitrometana,
sedangkan pada bagian atas terdapat HCl, HNO3, dan air. Pada bagian atas
diasumsikan tidak ada CH3NO2 dan jumlah airnya diatur untuk konsentrasi HNO3
60% dan HCl 37%.
Bagian bawah akan dialirkan ke kolom destilasi II, untuk memisahkan
nitrometana dari larutannya sehingga didapat nitrometana 99,5%
(Jacquinot, Bernad Dou)
2.4 Alasan Pemilihan Proses
Pada pra rancangan pabrik pembuatan nitrometana, proses yang dipilih
adalah dengan proses nitrasi metana. Pemilihan proses ini dilakukan dengan
pertimbangan bahwa kandungan metana lebih besar dalam gas alam dibanding
senyawa alkana dan hidrokarbon lainnya. Sehingga pemakaian alkana sebagai bahan
baku pembuatan nitrometana ini akan menghasilkan nitrometana lebih banyak
dibandingkan senyawa alkana lainnya.
2.5 Deskripsi Proses Pembuatan Nitrometana
Pembuatan Nitrometana dilakukan dengan proses nitrasi pada gas metana.
Reaksi antara metana dan asam nitrat ini berlangsung dalam reaktor dengan kondisi
operasi pada suhu 300-4500C, dan berlangsung secara eksoterrmis. Pembuatan
Nitrometana memiliki tahap-tahap berikut:
a. Tahap persiapan bahan baku
Bahan baku untuk pembuatan nitrometana adalah gas metana dan asam nitrat.
Asam nitrat yang digunakan dalam proses harus dalam bentuk fasa gas, oleh karena
menjadi fasa gas. Dari tangki penampungan (F-101), asam nitrat cair pada suhu 300C
dan 1 atm diubah menjadi fasa gas dengan menggunakan vaporizer (E-101) dimana
titik didih asam Nitrat adalah 830C, sehingga vaporizer (E-101) dioperasikan pada
suhu 1000C dan 2,5 atm. Keluaran vaporizer (E-101) dialirkan untuk dipanaskan
bersama dengan metana. Metana dialirkan dari PUGN dengan menggunakan blower
(B-101) pada suhu 300C dan 1 atm. Pemanasan dilakukan dengan preheater (E-102)
sampai suhu 4000C dan 5 atm.
b. Tahap reaksi metana menjadi Nitrometana
Campuran antara asam nitrat dan metana dari preheater (E-102) dialirkan ke
dalam reaktor (R-201) yang beroperasi pada suhu 400oC dan 5 atm. Pada kondisi
reaktor ini, CH4 dan HNO3 akan bereaksi menjadi Nitrometana (CH3NO2). Reaksi
berlangsung secara eksoterm. Untuk menjaga reaktor agar tetap stabil, maka
digunakan jaket pendingin agar suhu reaktor tetap terjaga pada keadaan 400oC.
Selain nitrometana juga akan terdapat produk lain sebagai hasil samping dari reaksi
tersebut. Reaksi yang terjadi pada reaktor (R-201) antara lain:
1. CH4 + HNO3 CH3NO2 + H2O
2. HNO3 2NO2 + H2O
3. 4HNO3 4NO + 3O2 + 2H2O
4. 2CH4 + O2 2CO + 4H2
5. CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
c. Tahap pendinginan
Nitrometana dan hasil samping lainnya keluar dari reaktor (R-201) pada suhu
400oC, semuanya dalam fasa gas. Untuk memperoleh produk dilakukan pendinginan
pada cooler (E-201) dengan menggunakan refrigeran hingga mencapai suhu 48oC,
sehingga zat kimia yang mempunyai titik didih diatas 48oC akan mengalami
kondensasi. Adapun yang mengalami kondensasi antara lain nitrometana, HCl,
HNO3, dan H2O. Selanjutnya campuran antara gas dan cairan ini dilairkan ke
d. Tahap pemisahan
Pada tahap ini digunakan separator KO drum, untuk memisahkan fasa cair
dengan fasa gas. Pemisahan diasumsikan 100%. Fasa gas akan terpisah dan mengalir
melalui bagian atas, dan dialirkan ke menara Oksidasi (T-302). Pada tahap ini akan
terjadi reaksi oksidasi untuk mengubah NO menjadi NO2 dan mengubah NO2
menjadi HNO3 sehingga pada tahap ini ada penambahan O2 dan H2O. Adapun reaksi
yang terjadi pada tahap ini adalah:
2NO + O2 2NO2
2CO + O2 2CO2
Kemudian dari menara oksidasi dialirkan ke menara absorbsi untuk
mengambil NO2 dan mengubahnya menjadi HNO3 untuk dipakai kembali menjadi
umpan nitrasi. Pada absorbsi ini, yang dipakai sebagai absorber adalah air. Reaksi
yang terjadi pada absorbsi NO2 ini adalah:
4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3
HNO3 yang terbentuk adalah dalam fasa cair sehingga akan mengalir melalui
bagian bawah dan akan dikembalikan sebagai umpan. Sedangkan sisanya yaitu gas
CH4 serta beberapa gas yang lain akan dimasukkan ke PSA (Pressure Swing
Adsorption) untuk mengambil CH4 dari campuran gas. CH4 dari PSA akan
dikembalikan melalui bagian atas ke umpan CH4 setelah melalui pendinginan.
Fasa cair pada separator KO yang mengandung nitrometana, asam nitrat, air,
dan HCl akan dialirkan kebagian bawah untuk dipisahkan, guna memperoleh produk
yang diinginkan. Pemisahannya adalah dengan menggunakan 2 tahap destilasi.
Destilasi I ini akan memisahkan nitrometana dari campuran cairan tersebut.
Pada bagian bawah destilasi dihasilkan cairan yang kaya nitrometana, sedangkan
pada bagian atas terdapat HCl, HNO3, dan air. Pada destilasi ini, diasumsikan tidak
ada nitrometana yang ikut ke bagian atas.HNO3 dan HCl pada bagian atas akan di set
menjadi HNO3 60% dan HCl 37 % kemudian akan dikirim ke tangki penampungan
Produk bawah akan dialirkan tahap destilaasi II untuk mendapatkan produk
yang diinginkan yaitu Nitrometana 99,5% sedangkan produk atas menara destilasi
1 F-101 B-102 P-101 R-201 C-303 V-301 11 12 B -301 FC FC T-301 E-303 14 19 20 15 V- 303 16 18 17 P-303 P-304 P-302 FC FC FC FC LC TI E-301 E-302 P-310 Air Proses Oksigen F-102 P-102 TK-101 P-103 B-101 FC FC FC FC FC FC FC FC FC FC 1 3 4 5 6 7 33 34 Saturated Steam Air Pendingin
Air Pendingin Bekas Steam bekas P-201 P-319 FC M-101 B-302 FC B-303 E-101 E-102 E-201 LC P-301 FC B-304 T-303 T-304 13 31 Limbah CH4 8 9 30 T-302 E-305 27 26 22 V- 304 24 25
P- 307 P-308
1
BAB III
NERACA MASSA
Kapasitas produksi : 6.000 ton/thn atau 757,5757 kg/jam
Waktu bekerja / tahun : 330 hari
Satuan Operasi : kg/jam
Kemurnian produk : 99,5%
Massa nitrometana murni : 753,7879 kg
3.1 Mixer (M-101)
Tabel 3.1 Neraca Massa Mixer (M-101)
Komponen BM
Masuk
alur 2 Alur 36 Alur 3
Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam
CH4 16,0425 234,7787 14,6348 449,5384 28,0217 0,0000
HNO3 63 1439,6573 22,8517
HCl 36,5 14,8777 0,4076
H2O 18 981,3664 54,5204
Total 234,7787 14,6348 449,5384 28,0217 2435,9013 77,7797
Komponen
Keluar
Alur 7
Kg/jam Kmol/jam
CH4 684,3171 42,6565
HNO3 1439,6573 22,8517
HCl 14,8777 0,4076
H2O 981,3664 54,5204
3.2 Reaktor (R-201)
Tabel 3.2 Neraca Massa Reaktor (R-201)
Komponen BM
Masuk Keluar
Alur 8 Alur 9
kg/jam Kmol/jam kg/jam kmol/jam
CH4 16,0425 684,3171 42,6565 458,7126 28,5936
HNO3 63 1439,6573 22,8517 416,9700 6,6186
HCl 36,5 14,8777 0,4076 14,8777 0,4076
H2O 18 981,3664 54,5204 1268,1607 70,4534
CHE3NO2 61,0401 781,1273 12,7970
CO2 44,0095 0,0000 31,2022 0,7090
CO 28,01 0,0000 15,6011 0,5570
NO2 46,0055 0,0000 62,4044 1,3565
NO 30,0061 0,0000 62,4044 2,0797
H2 2,0159 0,0000 2,2456 1,1140
O2 31,9988 0,0000 6,4778 0,2024
3.3 Tangki Penampungan Sementara (TK-101)
Tabel 3.3 Neraca Massa Tangki Penampungan Sementara (TK-101)
Komponen
Masuk
Alur 4 Alur 5 Alur 37
kg/jam kmol/jam kg/jam kmol/jam kg/jam kmol/jam
HNO3
971,0829 15,4140 0 468,5744 7,4377
HCl 0 1,4878 0,0408 13,3899 0,3668
H2O 647,3886 35,9660 2,5332 0,1407 20,3490
Total 1618,4715 51,3800 4,0210 0,18,15 848,2467 28,1536
Komponen
Keluar
Alur 6
kg/jam kmol/jam
HNO3
1439,6573 22,8517
HCl 14,8777 0,4076
H2O 981,3664 54,5204
3.4 Knock Out Drum (V-301)
Tabel 3.4 Neraca Massa Knock Out drum (V-301)
Komponen
Masuk Keluar
BM Alur 11 Alur 12 Alur 13
Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam
CH4
16,0425 458,7126 28,5936 458,7126 28,5936 0,0000 0,0000
HNO3
63 416,9700 6,6186 416,9700 6,6186
HCl
36,5 14,8777 0,4076 14,8777 0,4076
H2O
18 1268,1607 70,4534 1268,1607 70,4534
CHE3NO2
61,0401 781,1273 12,7970 781,1273 12,7970
CO2
44,0095 31,2022 0,7090 31,2022 0,7090
CO
28,01 15,6011 0,5570 15,6011 0,5570
NO2
46,0055 62,4044 1,3565 62,4044 1,3565
NO
30,0061 62,4044 2,0797 62,4044 2,0797
H2
2,0159 2,2456 1,1140 2,2456 1,1140
O2
31,9988 6,4778 0,2024 6,4778 0,2024
3.5 Menara Oksidasi (T-303)
Tabel 3.5 Neraca Massa Menara Oksidasi (T-303)
Komponen BM
Masuk Keluar
Alur 12 Alur 29 30
Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam
CH4 16,0425 458,713 28,5936 458,7126 28,5936
CO2 44,0095 31,2022 0,7090 53,2635 1,2103
CO 28,01 15,6011 0,5570 1,5601 0,0557
NO2 46,0055 62,4044 1,3564 153,2991 3,3322
NO 30,0061 62,4044 2,0797 3,1202 0,1040
H2 2,0159 2,2456 1,1140 2,2456 1,1140
O2 31,9988 6,47781 0,2024 33,1530 1,0361 0,0000 0,0000
3.6 Menara Absorbsi (T-304)
Tabel 3.6 Neraca Massa Menara Absorbsi (T-304)
Komponen
BM
Masuk
alur 30 Alur 33
Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam
CH4 16,0425 458,7126 28,5936
CO2 44,0095 53,2635 1,2103
CO 28,01 1,5601 0,0557
NO2 46,0055 153,2991 3,3322
NO 30,0061 3,1202 0,1040
H2 2,0159 2,2456 1,1140
HNO3 63
H2O 18 46,6507 2,5917
Total 672,2012 34,4097 46,6507 2,5917
Komponen
BM
Keluar Alur 31
Alur 32
Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam
CH4 16,0425 458,7126 28,5936
CO2 44,0095 53,2635 1,2103
CO 28,01 1,5601 0,0557
NO2 46,0055 0,0000 0,0000
NO 30,0061 36,4489 1,2147
H2 2,0159 2,2456 1,1140
HNO3 63 139,9520 2,2215
H2O 18 26,6575 1,4810
3.7 Kolom Destilasi I
Tabel 3.7 Neraca Massa Destilasi I
Komponen BM
Masuk Keluar
Alur 14 Alur 17 Alur 21
Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam
HNO3 63 416,9700 6,6186 375,2730 5,9567 41,6970 0,6619
HCl 36,5 14,8777 0,4076 13,3899 0,3668 1,4878 0,0408
H2O 18 1268,1607 70,4534 272,9810 15,1656 995,1797 55,2878
CH3NO2 61,0401 781,1273 12,7970 0,0000 0,0000 781,1273 12,7970
Total 2481,1357 90,2765 661,6440 21,4892 1819,4918 68,7873 3.7.1 Kondensor Destilasi I
Tabel 3.8 Neraca Massa Kondensor Destilasi I
Komponen BM
Masuk Keluar
alur 15 Alur 17 Alur 18
kmol/jam kg/jam kmol/jam kg/jam kmol/jam kg/jam
HNO3 63 41,3639 2605,9246 5,9567 375,2730 35,4072 2230,6516
HCl 36,5 2,5474 92,9804 0,3668 13,3899 2,1806 79,5905
H2O 18 105,3112 1895,6011 15,1656 272,9810 90,1456 1622,6201
CH3NO2 61,0401 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
Total 149,2225 4594,5062 21,4892 661,6440 127,7333 3932,8622 3.7.2 Reboiler Destilasi I
Table 3.9 Neraca Massa Reboiler Destilasi I
Komponen BM
Masuk Keluar
Alur 20 alur 19 Alur 21
kmol/jam kg/jam kmol/jam Kg/jam kmol/jam kg/jam
HNO3 63 2,0976 132,1516 1,4358 90,4546 0,6619 41,6970
HCl 36,5 0,1292 4,7152 0,0884 3,2275 0,0408 1,4878
H2O 18 175,2252 3154,0534 119,9374 2158,8738 55,2878 995,1797
CH3NO2 61,0401 40,5578 2475,6508 27,7608 1694,5235 12,7970 781,1273
Total 218,0098 5766,5711 149,2225 3947,0793 68,7873 1819,4918
3.8 Kolom Destilasi II
Tabel 3.10 Neraca Massa Kolom Destilasi II
Komponen BM
Masuk Keluar
Alur 21 Alur 28 Alur 25
Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam
HNO3 63 41,6970 0,6619 0,7576 0,0120 40,9394 0,6498
HCl 36,5 1,4878 0,0408 0,3788 0,0104 1,1090 0,0304
H2O 18 995,1797 55,2878 2,6515 0,1473 992,5282 55,1405
CH3NO2 61,0401 781,1273 12,7970 753,7879 12,3491 27,3395 0,4479
3.8.1 Kondensor Destilasi II
Tabel 3.11 Neraca Massa Kondensor Destilasi II
Komponen BM
Masuk Keluar
Alur 22 Alur 25 Alur 24
Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam
HNO3 63 0,7924 49,9224 0,6498 40,9394 0,1426 8,9830
HCl 36,5 0,0370 1,3523 0,0304 1,1090 0,0067 0,2433
H2O 18 67,2395 1210,3104 55,1405 992,5282 12,0990 217,7822
CH3NO2 61,0401 0,5462 33,3383 0,4479 27,3395 0,0983 5,9989
Total 68,6151 1294,9234 56,2686 1061,9160 12,3465 233,0074 3.8.2 Reboiler Destilasi II
Tabeel 3.12 Neraca Massa Reboiler Destilsi II
Komponen BM
Masuk Keluar
Alur 26 Alur 27 Alur 28
Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam
HNO3 63 0,0811 5,1114 0,0691 4,3539 0,0120 0,7576
HCl 36,5 0,0673 2,4549 0,0569 2,0761 0,0104 0,3788
H2O 18 0,9547 17,1844 0,8074 14,5329 0,1473 2,6515
CH3NO2 61,0401 80,0340 4885,2829 67,6849 4131,4950 12,3491 753,7879
3.9 PSA
Tabel 3.13 Neraca Massa PSA
Komponen BM
Masuk Keluar
Alur 32 Alur 34 Alur 35
Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam Kg/jam Kmol/jam
CH4 16,0425 458,7126 28,5936 449,53839 28,02172 9,1743 0,5719
CO2 44,0095 53,2635 1,2103 0 0 53,2635 1,2103
CO 28,01 1,5601 0,0557 0 0 1,5601 0,0557
NO2 46,0055 0,0000 0,0000 0 0 0,0000 0,0000
NO 30,0061 36,4489 1,2147 0 0 36,4489 1,2147
H2 2,0159 2,2456 1,1140 0 0 2,2456 1,1140
BAB IV
NERACA PANAS
Basis Perhitungan : 1 jam operasi
Satuan : kJ/jam
Temperatur basis : 250C = 298,15 K
[image:35.595.108.458.69.677.2]4.1 Vaporizer (E-102)
Tabel LB.1 Neraca Panas Vaporizer
Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)
Umpan 51943,6847 -
Produk - 3008674,8684
Steam 2956731,1837 -
Total 3008674,8684 3008674,8684
4.2 Mixer (M-101)
Tabel LB.2 Neraca Mixer (M-101)
Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)
Umpan 3008674,8684 -
Produk - 3008674,8684
Total 3008674,8684 3008674,8684
4.3 Heater (E-101)
Tabel LB.7 Neraca Panas Heater (E-101)
Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)
Umpan 3008674,8684 -
Produk - 4992796,9416
Steam 1984122,0732 -
Total 4992796,9416 4992796,9416
4.4 Reaktor (R-201)
Tabel LB.4 Neraca Panas Reaktor (R-101)
Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)
Umpan 4992796,9416 -
Produk - 5812365,1561
Qr = r . ∆Hr 4894297,4218 -
Refrigerant 4074729,2073
4.5 Cooler (E-201)
Tabel LB.5 Neraca Panas Cooler (E-201)
Komponen
Alur Masuk
(kJ/jam) Alur Keluar (kJ/jam)
Umpan 5812365,1561 -
Produk - 202539,6527
Air pendingin - 5609825,5033
Total 5812365,1561 5812365,1561
4.6 Knock Out Drum (V-301)
Tabel LB.6 Neraca Panas Knockout drum
Komponen Alur Masuk (kJ/jam) Alur Keluar (kJ/jam)
Umpan 202539,6527 -
Produk : Alur 12 Alur 13
- -
28413,6664 174125,9864
Total 202539,6527 202539,6527
4.7 Menara Oksidasi (T-303)
Tabel LB.7 Neraca Panas menara oksidasi
Alur Masuk (kJ/jam)
Alur Keluar (kJ/jam)
Umpan 28566,2185 -
Produk - 28566,2185
Total 28566,2185 28566,2185
4.8 Absorber (T-303)
Tabel LB.8 Neraca Panas Absorber
Alur Masuk (kJ/jam) Alur Keluar (kJ/jam)
Umpan 28940,9441 -
Produk - 28940,9441
Total 28940,9441 28940,9441
4.9 Heater (E-302)
Tabel LB.9 Neraca Panas Heater (E-302)
Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)
Umpan 174125,9864 -
Produk - 694852,1168
Steam 520725,9576 -
4.10 Destilasi I (T-301)
Tabel LB.10 Neraca Panas Keseluruhan Kolom Destilasi I
Alur masuk (kJ/jam) Alur keluar (kJ/jam)
Umpan 3344321,5535 -
Destilat - 723836,9116
Bottom 1510746,8608
Reboiler duty 355014,5606 -
Kondensor duty - 1464752,3416
Total 3082775,7153 3082775,7153
4.11 Destilasi II (T-302)
Tabel LB.11 Neraca Panas Keseluruhan Kolom Destilasi II
Komponen Masuk (kJ/jam) Keluar (kJ/jam)
Umpan 6666519,7370 -
Destilat - 372723,1884
Bottom 3536731,6811
Reboiler duty 61031,6766 -
Kondensor duty - 2818096,5441
BAB V
SPESIFIKASI PERALATAN
5.1 Tangki Penyimpanan HNO3 (F-101)
Fungsi : menyimpan HNO3 60% untuk kebutuhan selama 15
hari
Bentuk : silinder dengan alas datar dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C
Jumlah : 3 unit
Kondisi penyimpanan :
• Temperatur : 30°C
• Tekanan : 1 atm = 14,696 psia
Silinder
• Diameter : 4,1586 m
• Tebal : ½ in
• Tinggi : 12,4755 m
Head
• Bentuk : ellipsoidal head
• Tebal : ½ in
• Tinggi : 1,0396 m
Volume tangki : 169,3572 m3
Tinggi tangki : 13,5152 m
5.2 Tangki Penyimpanan HCl 37% (F-102)
Fungsi : menyimpan HCl 37% untuk kebutuhan selama 60
hari
Bentuk : silinder dengan alas datar dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi penyimpanan :
• Temperatur : 30°C
Silinder
• Diameter : 1,3557 m
• Tebal : ½ in
• Tinggi : 4,0672 m
Head
• Bentuk : ellipsoidal head
• Tebal : ½ in
• Tinggi : 0,3389 m
Volume tangki : 5,8685 m3
Tinggi tangki : 4,4062 m
5.3 Tangki penyimpanan Nitrometana (F-301)
Fungsi : Untuk menyimpan Nitrometana yang dihasilkan dari
proses selama 15 hari.
Bentuk : silinder dengan alas datar dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C
Jumlah : 3 unit
Kondisi penyimpanan :
• Temperatur : 30°C
• Tekanan : 1 atm = 14,696 psia
Silinder
• Diameter : 3,4400 m
• Tebal : ½ in
• Tinggi : 10,3201m
Head
• Bentuk : ellipsoidal head
• Tebal : ½ in
• Tinggi : 0,8600 m
Volume tangki : 95,8691 m3
5.4 Tangki Penyimpanan Sementara (TK-101)
Fungsi : Untuk menyimpan campuran HCl dan HNO3
sementara dari tangki umpan sebelu dialirkan ke
mixer
Bentuk : silinder dengan alas datar dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C
Jumlah : 1 unit
Kapasitas : 1,5125 m3
Kondisi penyimpanan:
Kondisi penyimpanan :
• Temperatur : 25°C
• Tekanan : 1 atm = 14,696 psia
Silinder
• Diameter : 0,9696 m
• Tebal : ½ in
• Tinggi : 2,9089 m
Head
• Bentuk : ellipsoidal head
• Tebal : ½ in
• Tinggi : 0,2424 m
Volume tangki : 2,1468 m3
Tinggi tangki : 3,1513 m
5.5 Blower 1 (B-101)
Fungsi : untuk mengalirkan gas metana yang dikirim dari PUGN
menuju mixer (M-101)
Jenis : blower sentrifugal
Bahan konstruksi : carbon steel
Jumlah : 1 unit
Kapasitas : 72,5540 m3/jam
5.6 Blower 2 (B-102)
Fungsi : mengalirkan campuran gas dari mixer (M-101) menuju
heater (E-102)
Jenis : blower sentrifugal
Bahan konstruksi : carbon steel
Jumlah : 1 unit
Kapasitas : 1458,8353 m3/jam
Daya motor : 6 hp
5.7 Blower 3 (B-103)
Fungsi : mengalirkan campuran gas dari heater (E-102) menuju
reaktor (R-201)
Jenis : blower sentrifugal
Bahan konstruksi : carbon steel
Jumlah : 1 unit
Kapasitas : 2696,1176 m3/jam
Daya motor : 10 hp
5.8 Blower 4 (B-301)
Fungsi : mengalirkan campuran gas dari KO drum menuju menara
oksidasi
Jenis : blower sentrifugal
Bahan konstruksi : carbon steel
Jumlah : 1 unit
Kapasitas : 924,1584 m3/jam
Daya motor : 4 hp
5.9 Blower 5 (B-302)
Fungsi : mengalirkan O2 dari sumber O2 menuju menara oksidasi
Jenis : blower sentrifugal
Bahan konstruksi : carbon steel
Kapasitas : 26,1130 m3/jam
Daya motor : 2 hp
5.10 Blower 6 (B-303)
Fungsi : mengalirkan campuran gas dari menara oksidasi menuju
kolom absorbsi
Jenis : blower sentrifugal
Bahan konstruksi : carbon steel
Jumlah : 1 unit
Kapasitas : 895,8666 m3/jam
Daya motor : 4 hp
`5.11 Blower 7 (B-304)
Fungsi : mengalirkan campuran gas metana dari PSA menuju mixer
(M-101) untuk dipakai kembali sebagai umpan
Jenis : blower sentrifugal
Bahan konstruksi : carbon steel
Jumlah : 1 unit
Kapasitas : 706,2563 m3/jam
Daya motor : 3 hp
5.12 Pompa HNO3 (P-101)
Fungsi : Memompa HNO3 60% dari tangki bahan baku (F-101) ke
tangki penampung sementara (TK-101)
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 3 unit
Daya motor : 1/4 hp
5.13 Pompa HCl (P-102)
Fungsi : Memompa HCl 37% dari tangki bahan baku (F-102) ke
tangki penampung sementara (TK-101)
Jumlah : 1 unit
Daya motor : 1/4 hp
5.14 Pompa Tangki Penampungan Sementara (P-103)
Fungsi : Memompa larutan dari tangki penampungan sementara
menuju evaporator sekaligus menaikkan tekanan larutan
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit
Daya motor : 1/4 hp
5.15 Pompa Refrigator (P-201)
Fungsi : Memompa larutan dari pendingin menuju KO drum
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit
Daya motor : 1/4 hp
5.16 Pompa Heater (P-301)
Fungsi : Memompa larutan dari heater (E-301) menuju kolom
destilasi I
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit
Daya motor : 1/4 hp
5.17 Pompa Kolom Destilasi I (P-302)
Fungsi : Memompa larutan dari bawah kolom destilasi I menuju
reboiler (E-303)
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit
Daya motor : 1/4 hp
Fungsi : Memompa larutan dari tangki akumulator (V-302) untuk
dikembalikan ke kolom destilasi
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit
Daya motor : 1/4 hp
5.19 Pompa Tangki Akumulator (P-304)
Fungsi : Memompa larutan dari tangki akumulator (V-302) menuju
tangki penampungan sementara (TK-101) untuk dipakai
kembali sebagai umpan
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit
Daya motor : 1/4 hp
5.20 Pompa Reboiler (P-305)
Fungsi : Memompa larutan dari reboiler (E-303) untuk dialirkan
sebagai umpan untuk kolom destilasi II
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit
Daya motor : 1/4 hp
5.21 Pompa Kolom Destilasi II (P-306)
Fungsi : Memompa larutan dari bawah kolom destilasi II menuju
reboiler (E-305)
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit
Daya motor : 1/4 hp
5.22 Pompa Tangki Akumulator Destilasi II (P-307)
Fungsi : Memompa larutan dari tangki akumulator (V-303) untuk
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit
Daya motor : 1/4 hp
5.23 Pompa Tangki Akumulator Destilasi II (P-308)
Fungsi : Memompa memompa larutan dari gtangki akumulator
(V-303) menuju penampungan limbah cair
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit
Daya motor : 1/4 hp
5.24 Pompa Kolom Absorbsi (P-309)
Fungsi : Memompa larutan dari kolom absorbs untuk dikembalikan
ketangki penampungan sementara sebagai umpan
Jenis : Pompa sentrifuga
Jumlah : 1 unit
Daya motor : 1/4 hp
5.25 Pompa H2O (P-310)
Fungsi : Memompa H2O dari tangi H2O menuju kolom absorbsi
Jenis : Pompa sentrifugal
Jumlah : 1 unit
Daya motor : 1/4 hp
5.26 Kolom Destilasi I (T-301)
Fungsi : memisahkan larutan yang kaya nitrometana dari campuran
Jenis : sieve – tray
Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal
Bahan konstruksi : carbon steel SA-283 grade C
Jumlah : 1 unit
- Temperatur : 89,5 °C
- Tekanan : 1,5 bar
Tray spacing (t) = 0,3 m
Hole diameter (do) = 4,5 mm
Space between hole center (p’) = 12 mm
Weir height (hw) = 5 cm
Pitch = triangular ¾ in
Column Diameter (T) = 0,7025 m
Weir length (W) = 0,5620 m
Downsput area (A0) = 0,0385 m2
Active area (Aa) = 0,3021 m2
Weir crest (h1) = 0,012574 m
Tinggi kolom = 2,7 m
Spesifikasi kolom destilasi
Tinggi tutup = 0,1756 m
Tinggi total = 3,0512m
Tekanan operasi = 1,5 bar = 150 kPa
Tebal silinder = 3/16 in
5.27 Kolom Destilasi II (T-302)
Fungsi : memisahkan nitrometana dari campuran nitrometana dan air
Jenis : sieve – tray
Bentuk : silinder vertikal dengan alas dan tutup ellipsoidal
Bahan konstruksi : carbon steel SA-283 grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi:
- Temperatur : 108,85 °C
- Tekanan : 1,5 bar
Tray spacing (t) = 0,3 m
Hole diameter (do) = 4,5 mm
Weir height (hw) = 5 cm
Pitch = triangular ¾ in
Column Diameter (T) = 0,2860 m
Weir length (W) = 0,2288 m
Downsput area (A0) = 0,0053 m2
Active area (Aa) = 0,0417 m2
Weir crest (h1) = 0,01257 m
Tinggi kolom = 14,4 m
Spesifikasi kolom destilasi
Tinggi tutup = 0,0715 m
Tinggi total = 14,5430 m
Tekanan operasi = 1,5 bar = 150 kPa
Tebal silinder = 3/16 in
5.28 KO Drum (V-301)
Fungsi : memisahkan fasa gas dan cairan keluaran reaktor (R-201) setelah
didinginkan pada HE (E-201)
Bentuk : Silinder horizontal dengan tutup dan alas ellipsoidal
Bahan konstruksi : Stainless steel SA-340
Jenis sambungan : Double welded butt joints
Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi
Temperatur : 48 °C
Tekanan : 1 atm
Diameter : 0,4262 m
Panjang shell : 4,1586 m
Tinggi head : 0,1087 m
Panjang tangki : 4,1586 - 2(0,1087) = 3,9412 m
5.29 Reaktor (R-210)
Fungsi : tempat terjadinya reaksi
Jenis : Tower
Bentuk : Silinder tegak dengan tutup atas dan bawah torispherical
Bahan konstruksi : cabon steel SA-299
Jumlah : 1 unit
Volume reaktor : 7,4756 m3
Kondisi operasi :
- Temperatur : 400 °C
- Tekanan operasi : 5 atm
Kondisi fisik
- Tinggi Tangki : 3,4637 m
Silinder
- Diameter : 1,7319 m
- Tinggi : 2,5978 m
- Tebal : 1,5 in
Tutup
- Diameter : 1,7319 m
- Tinggi : 0,4330 m
- Tebal : 1,5 in
Jaket Pendingin
- Diameter Dalam : 71,1635 in = 1,7256 m
- Tebal jaket : 2 in
5.30 Menara Oksidasi (T-303)
Fungsi : Mereaksikan gas NO dengan oksigen
Jenis : Towet
Bentuk : Silinder vertikal dengan tutup elipsoidal
Jumlah : 1
Konstruksi Material : Stainless steel 446
• Tekanan operasi : 1 atm
• Suhu operasi : 497,9755 °C
Panjang silinder : 18,5291 m
Diameter : 9,2645 m
Tebal silinder : 1 in
5.31 Absorber (T-304)
Fungsi : Menyerap gas NO2
Bentuk : Silinder tegak.
Bahan Konstruksi : Stainless steel
Diameter absorber : 0,7896 m
Tinggi tahapan teoritis : 0,9316 m
Tinggi absorber : 2,2468 m
Tebal dinding kolom : 3,0005 cm
5.32 Kondensor Kolom Destilasi I (E-302)
Fungsi : Menurunkan temperatur campuran asam nitrat, asam klorida
dan air sampai temperatur dew point-nya tercapai.
Jenis : DoublePipe Heat Exchanger
Bahan konstruksi : baja karbon
Dipakai : Pipa 4 × 3 in IPS, 20 ft hairpin
Jumlah : 1 unit
Diameter 1 : 0,2917 ft
Diameter 2 : 0,3355 ft
Panjang : 85,98 ft
∆Pa : 1,0960 psi
∆Pp : 0,2710 psi
5.33 Reboiler Destilasi I (E-303)
Fungsi : memanaskan kembali umpan dstilasi dari suhu 89,5 0C sampai
108,9 0C
Dipakai : 1 in OD Tube 10 BWG, panjang = 20 ft, 4 pass
Jumlah : 1 unit
Shell
• Diameter (ID) : 8 in
• Baffle space : 30 in
• ∆P : 0,0045 psi
Tube
• Jumlah : 14
• Diameter(ID) : 0,4210 in
• Panjang : 20 ft
• ∆P : 1,9828 psi
5.34 Heater (E-101)
Fungsi : memanaskan umpan dari 91.083 0C sampai 400 0C
Jenis : 2-4 shell and tube
Dipakai : 1 in OD Tube 16 BWG, panjang = 15 ft, 2 pass
Jumlah : 1 unit
Bahan : commercial steel
Shell
• Diameter (ID) : 12 in
• Baffle space : 6 in
• ∆P : 0,0571 psi
Tube
• Jumlah : 45
• Diameter(ID) : 0,594 in
• Panjang : 20 ft
• ∆P : 0,2040 psi
5.35 Vaporizer (E-102)
Fungsi : mengubah fasa umpan dari cairan menjadi gas
sebelum dialirkan ke reaktor pada suhu 250 C
Jenis : 2-4 shell and tube
Dipakai : 1 in OD Tube 16 BWG, panjang = 20 ft, 4 pass
Jumlah : 1 unit
Bahan : commercial steel
Shell
• Diameter (ID) : 8 in
• Baffle space : 2,5 in
• ∆P : 7,0568 psi
Tube
• Jumlah : 14
• Diameter(ID) : 0,870 in
• Panjang : 20 ft
• ∆P : 0,3467 psi
5.36 Cooler (E-201)
Fungsi : mendinginkan produk dari 400 0C sampai 48 0C
Jenis : 1-2 shell and tube
Dipakai : 1 1/2 in OD Tube 16 BWG, panjang = 15 ft, 4 pass
Jumlah : 1 unit
Bahan : commercial steel
Shell
• Diameter (ID) : 37 in
• Baffle space : 10 in
• ∆P : 0,0015 psi
Tube
• Jumlah : 252
• Diameter(ID) : 1,37 in
• Panjang : 15 ft
5.37 Heater (E-301)
Fungsi : memanaskan umpan ke destilasi dari suhu 48 0C
sampai 89,5 0C
Jenis : 2-4 shell and tube
Dipakai : 1 in OD Tube 16 BWG, panjang = 20 ft, 2 pass
Jumlah : 1 unit
Bahan : commercial steel
Shell
• Diameter (ID) : 12 in
• Baffle space : 4 in
• ∆P : 0,1415 psi
Tube
• Jumlah : 22
• Diameter(ID) : 0,870 in
• Panjang : 15 ft
• ∆P : 0,1548 psi
5.38 Kondensor Destilasi II (E-304)
Fungsi : menurunkan temperatur asam nitrat, asam klorida,
nitrometana dan air sampai temperatur dew point-nya
tercapai
Jenis : 2-4 shell and tube
Dipakai : 1 in OD Tube 16 BWG, panjang = 20 ft, 2 pass
Jumlah : 1 unit
Bahan : commercial steel
Shell
• Diameter (ID) : 23,25 in
• Baffle space : 2,5 in
• ∆P : 0,1080 psi
Tube
• Jumlah : 208
• Panjang : 20 ft
• ∆P : 0,1911 psi
5.39 Reboiler Destilasi II (E-305)
Fungsi : memanaskan kembali umpan destilasi dari suhu
108,90C sampai 120 0C
Jenis : 1-2 shell and tube
Dipakai : 1 in OD Tube 10 BWG, panjang = 20 ft, 4 pass
Jumlah : 1 unit
Bahan : commercial steel
Shell
• Diameter (ID) : 8 in
• Baffle space : 16 in
• ∆P : 0,0123 psi
Tube
• Jumlah : 14
• Diameter(ID) : 0,4210 in
• Panjang : 15 ft
• ∆P : 1,7420 psi
5.40 Pressure Swing Adsorber (T-104)
Fungsi : memurnikan gas metana yang akan direcycle
Jenis : Fixed bed ellipsoidal
Bahan Carbon steel, SA-238 grade C
Kondisi operasi
• T : 3110C
• P : 10 atm
Diameter tangki : 3,8302 m
Tinggui tangki : 5,7453 m
Tinggi head : 1,9151
Tinggi total : 7,6603 m
5.41 Kompresor I (C-101)
Fungsi : menaikkan tekanan umpan dari 1 atm sampai 5 atm sebelum
dimasukkan ke reaktor
Jenis : Centrifugal compressor
Jumlah :1 unit
Bahan :Commercial steel
Tekanan masuk : 1 atm
Tekanan keluar : 5 atm
Daya :1200 hp
5.42 Expander I (C-301)
Fungsi : menurunkan tekanan gas recycle dari 10 atm menjadi 5 atm
Jenis : Centrifugal compressor
Jumlah :1 unit
Bahan :Commercial steel
Tekanan masuk : 10 atm
Tekanan keluar : 5 atm
Daya :600 hp
5.43 Kompresor 2 (C-3010
Fungsi : menaikkan tekanan gas dari 5 atmsampai 10 atm sebelum
dipisahkan
Jenis : Centrifugal compressor
Jumlah : 1 unit
Bahan : Commercial steel
Tekanan masuk : 5 atm
Tekanan keluar : 10 atn
Daya : 90 hp
5.44 Expander (C-302)
Fungsi : menurunkan tekanan gas dari 10 atm menjadi 5 atm
Jumlah :1 unit
Bahan :Commercial steel
Tekanan masuk : 10 atm
Tekanan keluar : 5 atm
Daya :120 hp
5.45 Tangki Akumulator Destilasi(V-302)
Fungsi :menyimpan larutan yang diperoleh dari kondensor
destilasi I untuk sementara
Bentuk : silinder dengan alas datar dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi penyimpanan :
•Temperatur : 77,6°C
•Tekanan : 0,55 bar = 5,5 kPa = 9,9771 psia
Silinder
•Diameter : 1,2183 m
•Tebal : ½ in
•Tinggi : 3,6550 m
5.46 Tangki Akumulator Destilasi II(V-303)
Fungsi :menyimpan larutan yang diperoleh dari kondensor
destilasi II untuk sementara
Bentuk : silinder dengan alas datar dan tutup datar
Bahan konstruksi : Carbon Steel SA-285 grade C
Jumlah : 1 unit
Kondisi penyimpanan :
•Temperatur : 91,45°C
•Tekanan : 0,745 bar = 74,5 kPa = 10,8053 psia
Silinder
•Diameter : 0,8639 m
•Tebal : ½ in
BAB VI
INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
6.1 Instrumentasi
Pengoperasian suatu pabrik kimia harus memenuhi beberapa persyaratan
yang ditetapkan dalam perancangannya. Persyaratan tersebut meliputi keselamatan,
spesifikasi produk, peraturan mengenai lingkungan hidup, kendala operasional, dan
faktor ekonomi. Pemenuhan persyaratan tersebut berhadapan dengan keadaan
lingkungan yang berubah-ubah, yang dapat mempengaruhi jalannya proses atau yang
disebut disturbance (gangguan) (Stephanopoulus, 1984). Adanya gangguan tersebut
menuntut penting dilakukannya pemantauan secara terus-menerus maupun
pengendalian terhadap jalannya operasi suatu pabrik kimia untuk menjamin
tercapainya tujuan operasional pabrik. Pengendalian atau pemantauan tersebut
dilaksanakan melalui penggunaan peralatan dan engineer (sebagai operator terhadap
peralatan tersebut) sehingga kedua unsur ini membentuk satu sistem kendali terhadap
pabrik.
Instrumentasi adalah peralatan yang dipakai di dalam suatu proses kontrol
untuk mengatur jalannya suatu proses agar diperoleh hasil sesuai dengan yang
diharapkan. Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol, penunjuk, pencatat, dan
pemberi tanda bahaya. Peralatan instrumentasi biasanya bekerja dengan tenaga
mekanik atau tenaga listrik dan pengontrolannya dapat dilakukan secara manual atau
otomatis. Penggunaan instrumen pada suatu peralatan proses tergantung pada
pertimbangan ekonomi dan sistem peralatan itu sendiri. Pada pemakaian alat-alat
instrumen juga harus ditentukan apakah alat-alat tersebut dipasang diatas papan
instrumen dekat peralatan proses (kontrol manual) atau disatukan dalam suatu ruang
kontrol yang dihubungkan dengan bangsal peralatan (kontrol otomatis)
(Timmerhaus, 2004).
Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol/diukur oleh instrumen
adalah:
2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas,
pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan
variabel lainnya.
Pada dasarnya sistem pengendalian terdiri dari :
1. Elemen Perasa / sensing (Primary Element)
Elemen yang merasakan (menunjukkan) adanya perubahan dari harga
variabel yang diukur.
2. Elemen pengukur (measuring element)
Elemen pengukur adalah suatu elemen yang sensitif terhadap adanya
perubahan temperatur, tekanan, laju aliran, maupun tinggi fluida. Perubahan
ini merupakan sinyal dari proses dan disampaikan oleh elemen pengukur ke
elemen pengontrol.
3. Elemen pengontrol (controlling element)
Elemen pengontrol yang menerima sinyal kemudian akan segera mengatur
perubahan-perubahan proses tersebut sama dengan nilai set point (nilai yang
diinginkan). Dengan demikian elemen ini dapat segera memperkecil ataupun
meniadakan penyimpangan yang terjadi.
4. Elemen pengontrol akhir (final control element)
Elemen ini merupakan elemen yang akan mengubah masukan yang keluar
dari elemen pengontrol ke dalam proses sehingga variabel yang diukur tetap
berada dalam batas yang diinginkan dan merupakan hasil yang dikehendaki.
Pengendalian peralatan instrumentasi dapat dilakukan secara otomatis dan
semi otomatis. Pengendalian secara otomatis adalah pengendalian yang dilakukan
dengan mengatur instrumen pada kondisi tertentu, bila terjadi penyimpangan variabel
yang dikontrol maka instrumen akan bekerja sendiri untuk mengembalikan variabel
pada kondisi semula, instrumen ini bekerja sebagai controller. Pengendalian secara
semi otomatis adalah pengendalian yang mencatat perubahan-perubahan yang terjadi
pada variabel yang dikontrol. Untuk mengubah variabel-variabel ke nilai yang
diinginkan dilakukan usaha secara manual, instrumen ini bekerja sebagai pencatat
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen-instrumen adalah
(Timmerhaus, 2004) :
1. Range yang diperlukan untuk pengukuran
2. Level instrumentasi
3. Ketelitian yang dibutuhkan
4. Bahan konstruksinya
5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses
Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah :
1. Untuk variabel temperatur:
• Temperature Indicator (TI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
menunjukkan temperatur dari suatu alat.
• Temperature Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengkontrol temperatur suatu alat. Dengan menggunakan temperature
controller, para engineer dapat melakukan pengendalian terhadap peralatan
sehingga temperatur peralatan tetap berada dalam range yang diinginkan.
Temperature controller kadang-kadang juga dapat mencatat temperatur dari
suatu peralatan secara berkala (Temperature Recorder).
• Temperature Indicator Control Alarm (TICA) adalah instrumen yang
digunakan untuk tiga fungsi instrumen temperatur sekaligus yaitu
menunjukkan, mengkontrol temperatur dan membunyikan alarm jika terjadi
perubahan temperatur dari suatu peralatan
2. Untuk variabel tinggi permukaan cairan
• Level Indicator (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
menunjukkan ketinggian cairan dalam suatu alat.
• Level Controller (LC) adalah instumentasi yang digunakan untuk
mengkontrol ketinggian cairan dalam suatu alat. Dengan menggunakan level
controller, para engineer juga dapat melakukan pengendalian ketinggian
cairan dalam peralatan tersebut.
• Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
menunjukkan tekanan operasi suatu alat.
• Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati tekanan operasi suatu alat. Para engineer juga dapat melakukan
perubahan tekanan dari peralatan operasi. Pressure controller dapat juga
dilengkapi pencatat tekanan dari suatu peralatan secara berkala (Pressure
Recorder).
• Pressure Indicator Control Alarm (PICA) adalah instrumen yang digunakan
untuk tiga fungsi instrumen tekanan sekaligus yaitu menunjukkan tekanan,
membunyikan alarm jika terjadi perubahan tekanan dan mengkontrol
tekanan dari suatu peralatan
4. Untuk variabel aliran cairan
• Flow Indicator (FI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
menunjukkan laju aliran atau cairan suatu alat.
• Flow Controller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk
mengamati laju alir larutan atau cairan yang melalui suatu alat dan bila
[image:59.595.123.529.494.751.2]terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.
Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Nitrometana
No. N a m a A l a t Jenis Instrumen
1. Kompressor Pressure Controller (PC)
2. Ekspander Pressure Controller (PC)
3. Pompa Flow Controller (FC)
4. Menara Oksidasi Flow Controller (FC)
5. Heater / Kondensor Flow Controller (FC)
Pressure Indicator (PI)
6. Kolom Absorbsi Flow Controller (FC)
7. Reaktor
Flow Controller (FC)
Temperature Contr