LAPORAN PRARANCANGAN PABRIK
PRARANCANGAN PABRIK
ETIL KLORIDA DENGAN PROSES HIDROKLORINASI ETANOL KAPASITAS 50.000 TON PER TAHUN
Oleh:
IRFANI DAWAMIA KARDA D500120044
Dosen Pembimbing:
1. Ir. Nur Hidayati, M.T.,Ph.D
2. M. Mujiburohman, S.T., M.T., Ph.D
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
INTISARI
Pada era kemajuan teknologi dalam berbagai bidang pembangunan yang berjalan pesat, maka diperlukan beberapa macam sarana dan prasarana untuk era persaingan bebas. Salah satu prospek pembanguna masa depan adalah pembangunan pabrik yang mempunyai daya saing dengan produk-produk luar negeri. Salah satunya dengan mendirikan pabrik etil klorida dengan proses hidroklorinasi etanol kapasitas 50.000 ton per tahun direncanakan beroperasi selama 330 hari per tahun.
Proses pembuatan etil klorida dilakukan dalam reaktor fixed bed multi tube. Pada proses ini reaksi berlangsung pada faase gas-gas, irreversible, eksotermis, non adiabatis, isotermal pada suhu sekitar 325ᵒC dan tekanan 6 atm. Kebutuhan etanol untuk pabrik ini sebanyak 4.523,71 kg/jam dan kebutuhan asam klorida sebanyak 3.566,80 kg/jam. Produk berupa etil klorida sebanyak 6.313 kg/jam. Utilitas pendukung proses meliputi penyediaan air sebesar 353.996,50 kg//jam yang diperoleh dari air sungai, penyediaan saturated steam sebesar 181.326,16 kg/ jam yang diperoleh dari boiler dengan bahan bakar fuel oil sebesar 10,21 m3/jam. Kebutuhan udara tekan 150 m3/jam. Kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan sebuah generator set sebesar 425 kW sebagai cadangan, bahan bakar sebanyak 1,34 m3/jam. Pabrik ini didirikan di kawasan industri Surakarta, Jawa Tengah dengan luas tanah 65.000 m2 dan jumlah karyawan 300 orang.
Pabrik etil klorida ini mengunakan modal tetap atau Fixed Capital
Invesment (FCI) sebesar Rp 950.349.920.309,- dan modal kerja Rp 330.903.238.434,-. Dari analisis ekonomi terhadap pabrik ini menunjukkan
ABSTRACT
In the era of technological advances in various areas of development that runs rapidly, then needed some sort of infrastructure for the era of free competition. One of the pembanguna future prospects is the construction of factories that have competitiveness with foreign products. One of these with ethyl chloride plant with hidroklorinasi ethanol process capacity of 50,000 tons per year is planned to operate for 330 days per year.
The making process of ethyl chloride is done in fixed bed reactors multi tube. In this process the reaction takes place at faase, such gases, an exothermic, non adiabatis, isothermal temperature of about 325 ᵒ C and a pressure of 6 atm. ethanol Needs to plant as much as 4,523.71 kg/h and needs hydrochloric acid as much as 3,566.80 kg/h. Products in the form of ethyl chloride as much 6,313 kg/hour. Supporting utilities water supply include process amounted to 353,996.50 kg//h obtained from river water, provision of saturated steam of 181,326.16 kg/h of boiler with fuel fuel oil of 10.21 m3/hour. Compressed air needs 150 m3/hour. Electricity is obtained from the PLN and a generator set of 425 kW as a backup, fuel as much as 1.34 m3/hour. The factory was established in an industrial area of Surakarta, Central Java, with a land area of 65,000 m2 and employs 300 people.
MOTTO
“Sesungguhnya Allah tidak akan merubah nasib suatu kaum sehingga mereka merubah nasib mereka sendiri”
(QS : Ar-Ra’d: 11)
“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan ada kemudahan”
(QS. Al Insyirah : 5-6)
“Allah meninggikan orang-orang yang beriman diantara kamu dan
orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat”
(Q.S. Al-Mujadalah: 11)
KATA PENGANTAR Bissmillahirrahmaanirrohim
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat hidayah dan petunjuknya-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas akhir prarancangan pabrik kimia ini dengan baik. Tak lupa sholawat serta salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat dan seluruh pengikutnya.
Tugas Prarancangan Pabrik Kimia merupakan tugas akhir yang harus diselesaikan oleh setiap mahasiswa Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta sebagai prasyarat untuk menyelesaikan jenjang studi sarjana. Dengan tugas ini diharapkan kemampuan penalaran dan penerapan teori-teori yang telah diperoleh selama kuliah dapat berkembang dan dapat dipahami dengan baik.
Judul Tugas Akhir ini adalah Prarancangan Pabrik Etil Klorida dengan Proses Hidroklorinasi Etanol Kapasitas 50.000 Ton Per Tahun. Adanya prarancangan pabrik ini diharapkan dapat memperkaya alternatif industri masa depan bagi Indonesia.
Penyelesaian penyusunan laporan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan bimbingan serta dorongan dari berbagai pihak. Melalui laporan ini penyusun ingin mengucapkan terima kasih yang tiada terhingga, terutama kepada :
1. Bapak Rois Fatoni, S.T., M.Sc., Ph.D. selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta
2. Ibu Ir. Nur Hidayati, M.T., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing I
3. Bapak M. Mujiburohman, S.T., M.T., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing II 4. Bapak dan Ibu Dosen Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta
atas segala bimbingan dan arahannya
5. Keluarga yang selalu mendoakan dan memberi semangat serta dukungan. 6. Untuk teman seperjuanganku Angga Fredo Nugroho terimakasih untuk
7. Untuk sahabatku Dyah Sulistyani Safitri, Nur Sa’adah, Suci Amalia Febriyanti, Andy Ismail, Syifda Riyandi Wahyu M.H, Bayu Setian, Siti Nur Amanah, Danang Setyo dan Aditya Bukhorinudin terimakasih untuk suka dan dukanya dan tetap semangat buat kalian dan terimakasih juga kepada teman-teman teknik kimia UMS angkatan 2012 semoga kita tetap satu keluarga sampai kapanpun.
8. Untuk semua pihak yang telah berjasa dalam penyusunan tugas akhir ini. Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan laporan tugas akhir ini masih banyak terdapat kekurangan dan kesalahan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik membangun demi kesempurnaan laporan ini. Dan semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak. Akhir kata penulis mohon maaf apabila ada salah kata, dan terima kasih.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
INTISARI ... iv
MOTO ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xii
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Kapasitas Perancangan... 2
C. Pemilihan Lokasi Pabrik ... 4
D. Tinjauan Pustaka ... 7
E. Sifat Fisika dan Kimia ... 9
F. Kegunaan Produk ... 13
BAB II. DESKRIPSI PROSES ... 14
A. Spesifikasi Bahan Baku, Bahan Pembantu dan Produk ... 14
B. Konsep Proses ... 15
C. Diagram Alir Proses ... 18
D. Neraca Massa dan Neraca Panas... 24
E. Tata Letak Pabrik dan Peralatan ... 33
BAB III. SPESIFIKASI ALAT PROSES ... 41
BAB IV. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ... 62
BAB V. MANAJEMEN PERUSAHAAN ... 89
BAB VI. ANALISIS EKONOMI ... 104
KESIMPULAN ... 108
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Data Impor Etil Klorida ... 2
Tabel 1.2. Data Pabrik Etil Klorida yang Sudah Berdiri... 3
Tabel 2.1. Arus Neraca Massa ... 24
Tabel 2.2. Neraca Massa di Sekitar Separator 1 (H-101) ... 24
Tabel 2.3. Neraca Massa di Sekitar Separator 2 (H-102) ... 25
Tabel 2.4. Neraca Massa di Sekitar Reaktor (R) ... 25
Tabel 2.5. Neraca Massa di Sekitar Menara Distilasi 1 (D-101) ... 26
Tabel 2.6. Neraca Massa di Sekitar Menara Distilasi 2 (D-102) ... 26
Tabel 2.7. Neraca Massa Total ... 27
Tabel 2.8. Neraca Panas di Sekitar Vaporizer 1 (V-101) ... 27
Tabel 2.9. Neraca Panas di Sekitar Vaporizer 2 (V-102) ... 28
Tabel 2.10. Neraca Panas di Sekitar Kompresor 1 (G-101) ... 28
Tabel 2.11. Neraca Panas di Sekitar Kompresor 2 (G-102) ... 29
Tabel 2.12. Neraca Panas di Sekitar Expander (G-103) ... 29
Tabel 2.13. Neraca Panas di Sekitar Heater 1 (E-101) ... 30
Tabel 2.14. Neraca Panas di Sekitar Cooler 1 (H-102)... 30
Tabel 2.15. Neraca Panas di Sekitar Cooler 2 (H-103)... 31
Tabel 2.16. Neraca Panas di Sekitar Heater 2 (E-104) ... 31
Tabel 2.17. Neraca Panas di Sekitar Reaktor (R)... 32
Tabel 2.18. Neraca Panas di Sekitar Menara Distilasi 1 (D-101) ... 32
Tabel 2.19. Neraca Panas di Sekitar Menara Distilasi 2 (D-102) ... 33
Tabel 2.20. Luas Bangunan Pabrik ... 36
Tabel 4.1. Kebutuhan Air Pendingin... 77
Tabel 4.2. Kebutuhan Steam ... 78
Tabel 4.3. Kebutuhan Sanitasi ... 78
Tabel 4.4. Konsumsi Listrik untuk Proses ... 80
Tabel 4.5. Konsumsi Listrik untuk Utilitas ... 81
Tabel 5.1. Jadwal Hari dan Jam Kerja Karyawan Shift... 98
Tabel 6.1. Indek Harga Tahun 2013-2020 ... 108
Tabel 6.2. Fixed Capital Invesment ... 109
Tabel 6.3. Working Capital ... 110
Tabel 6.4. Manufacturing Cost ... 110
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Diagram Alir Kualitatif ... 22
Gambar 2.2. Diagram Alir Kuantitatif ... 23
Gambar 2.3. Diagram Alir Massa ... 24
Gambar 2.4. Tata Letak Pabrik ... 39
Gambar 2.5. Tata Letak Peralatan ... 40
Gambar 4.1. Unit Pengolahan Air ... 88
Gambar 5.1. Struktur Organisasi Perusahaan ... 92
Gambar 5.2. Jumlah Karyawan dan Gaji ... 100
Gambar 6.1. Grafik Hubungan Antara Tahun dengan Indeks PEC ... 108
