• Tidak ada hasil yang ditemukan

Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Nitrometana Dari Metana Dengan Proses Nitrasi Dengan Kapasitas 6.000 Ton/Tahun

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2016

Membagikan "Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Nitrometana Dari Metana Dengan Proses Nitrasi Dengan Kapasitas 6.000 Ton/Tahun"

Copied!
468
0
0

Teks penuh

(1)

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.

(4)

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

(5)

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

(6)

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

(7)

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

(8)

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

(9)

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

(10)

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

(11)

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

(12)

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

(13)

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

(14)

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

(15)

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.

(16)

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

(17)

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

(18)

• 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

(19)

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

(20)

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

(21)

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

(22)

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

(23)

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

(24)

Produk bawah akan dialirkan tahap destilaasi II untuk mendapatkan produk

yang diinginkan yaitu Nitrometana 99,5% sedangkan produk atas menara destilasi

(25)

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

(26)

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

(27)

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

(28)

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

(29)

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

(30)

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

(31)

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

(32)

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

(33)

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

(34)

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

(35)

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

(36)
[image:36.595.109.459.77.717.2]

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 -

(37)
[image:37.595.112.469.103.370.2]

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

(38)

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

(39)

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

(40)

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

(41)

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

(42)

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)

(43)

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

(44)

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

(45)

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

(46)

- 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

(47)

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

(48)

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

(49)

• 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

(50)

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

(51)

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

(52)

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

(53)

• 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

(54)

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

(55)

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

(56)

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:

(57)

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

(58)

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.

(59)

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)

(60)

Pressure Indicator (PI)

6. Kolom Absorbsi Flow Controller (FC)

7. Reaktor

Flow Controller (FC)

Temperature Contr

Gambar

Tabel LB.1 Neraca Panas Vaporizer  Komponen Umpan
Tabel LB.5 Neraca Panas Cooler (E-201) Alur Masuk (kJ/jam)
Tabel LB.10 Neraca Panas Keseluruhan Kolom Destilasi I   Umpan
Tabel 6.1 Daftar Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Nitrometana
+7

Referensi

Dokumen terkait

Manfaat dari pra rancangan pabrik pembuatan metana cair dari sampah organik ini adalah agar mahasiswa dapat menerapkan ilmu teknik kimia yang telah didapatkan selama

Proses yang digunakan dalam pra rancangan pabrik ini adalah proses esterifikasi dan hidrogenasi, yaitu dengan reaksi esterifikasi senyawa asam asetat dengan gas

Pembuatan gliserol dari bahan baku lemak dan minyak dengan proses hidrolisa,. alkoholisis,

Proses pembuatan heptena dari propena dan n–butena dilakukan dalam reaktor. fixed bed pada suhu 175 – 225 ° C dan tekanan diatas

PEMBUATAN MARGARIN DARI MINYAK KACANG TANAH DENGAN PROSES HIDROGENASI.. DENGAN KAPASITAS 20.000 TON

Isopropylbenzene , atau yang lebih dikenal dengan nama cumene diperoleh melalui reaksi fasa gas antara propylene dan benzene dengan bantuan suatu katalis asam

Pra-Rancangan Pabrik Pembuatan Asetat Anhidrat Dengan Proses Ketena Dari Dekomposisi Aseton Dengan Kapasitas 8.000 Ton/Tahun1. Tugas Akhir

Keuntungan dan kerugian pada proses pembuatan mononitrotoluen telah diuraikan diatas, maka dalam perancangan dipilih proses nitrasi dengan asam campuran dengan