ABSTRAK
PRARANCANGAN PABRIK BENZIL ALKOHOL DARI BENZIL KLORIDA, NATRIUM KARBONAT DAN AIR DENGAN KAPASITAS
50.000 TON/TAHUN
Oleh SULISTIONO
Pabrik Benzil Alkohol berbahan baku benzil klorida, natrium karbonat, dan air akan didirikan di Surabaya. Pabrik ini berdiri dengan mempertimbangkan kebutuhan dalam negeri akan benzil alcohol yang terus meningkat, ketersediaan bahan baku, sarana transportasi yang memadai, tenaga kerja yang mudah didapatkan dan kondisi lingkungan.
Pabrik direncanakan memproduksi benzil alkohol sebanyak 50.000 ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang digunakan adalah benzil klorida sebanyak 7.533,2710 kg/jam, natrium karbonat sebanyak 3.156,2321 kg/jam, dan air sebanyak 6.249,9646 kg/jam.
Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik benzil alkohol berupa: pengadaan air, pengadaan steam, pengadaan listrik, kebutuhan bahan bakar, dan pengadaan udara kering.
Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur organisasi line dan staff dengan jumlah karyawan sebanyak 134 orang.
i
Sebuah Karya kecilku....
Dengan segenap hati kupersembahkan tugas akhir ini kepada:
Allah SWT,
Atas kehendak-Nya semua ini ada
Atas rahmat-Nya semua ini aku dapatkan
Atas kekuatan dari-Nya aku bisa bertahan.
Orang tuaku sebagai tanda baktiku, terima kasih atas segalanya,
doa, kasih sayang, pengorbanan, dan keikhlasannya.
Ini hanyalah setitik balasan yang tidak bisa dibandingkan dengan
berjuta-juta pengorbanan dan kasih sayang
yang tidak akan pernah berakhir.
Guru-guruku sebagai tanda hormatku,
terima kasih atas ilmu yang telah diberikan.
MOTO
Hidup adalah perjuangan untuk mencapai
SANWACANA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang Maha Kuasa dan Maha Penyayang, atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga tugas akhir ini
dengan judul “Prarancangan Pabrik Benzil Alkohol dari Benzil Klorida, Natrium
Karbonat dan Air Kapasitas 50.000 Ton / Tahun” dapat diselesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat guna memperoleh derajat kesarjanaan (S-1) di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lampung.
Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari beberapa pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ir. Azhar, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung. 2. Panca Nugrahini F., S.T., M.T., selaku dosen pembimbing I, yang telah
memberikan pengarahan, masukan, bimbingan, kritik dan saran selama penyelesaian tugas akhir. Semoga ilmu bermanfaat yang diberikan dapat berguna dikemudian hari.
penyelesaian tugas akhir. Semoga ilmu bermanfaat yang diberikan dapat berguna dikemudian hari.
4. Ir. Azhar, M.T., dan Darmansyah, S.T., M.T., selaku Dosen Penguji atas ilmu, kritik dan saran, dalam penyelesaian tugas akhir.
5. Seluruh Dosen Teknik Kimia Universitas Lampung, atas semua ilmu dan bekal masa depan yang akan selalu bermanfaat.
6. Keluargaku tercinta, untuk Ayah, Ibu, Abang dan Adik tercinta yang selalu
memberikan do’a, semangat, dukungan, serta kepercayaan dan ketulusan
untukku, skripsi ini juga ku persembahkan untuk mereka semoga bisa menjadi pengobat hati yang pilu.
7. Ika Hermania, selaku rekan seperjuangan dalam suka duka yang telah membantu penulis dalam penyelesaian laporan tugas akhir ini.
8. Aprilla Ayu Ramasari, terimakasih atas dukungan yang tiada henti.
9. Teman-teman seperjuangan di Teknik Kimia Angkatan 2007, kakak-kakak dan adik-adik angkatan yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Terimakasih atas bantuannya selama penulis menyelesaikan tugas akhir ini.
10. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.
Semoga Allah membalas semua kebaikan mereka terhadap penulis dan semoga skripsi ini berguna.
Bandar Lampung, 4 Agustus 2014 Penulis,
vi
1. Reduksi Katalia dengan Benzaldehida ... 7
vii
VIII. Sistem Manajemen dan Operasi Perusahaan ... 98
A. Bentuk Perusahaan ... 98
B. Deskripsi Jabatan ... ... 99
viii
D. Jam Kerja ... ... 111
E. Sistem Pengupahan ... 114
F. Kesejahteraan Karyawan ... 116
G.Kesehatan dan Keselamatan Kerja ... 118
IX. Investasi dan Evaluasi Ekonomi ... 120
A. Investasi ... 120
B. Evaluasi Ekonomi ... 125
C. Angsuran Pinjaman ... 127
X. Kesimpulan dan Saran ... 129 Daftar Pustaka
ix
DAFTAR TABEL
Tabel halaman
1.1. Data Impor Benzil Alkohol di Indonesia... 3
2.1. Harga bahan baku dan produk ... 9
2.8. Kriteria penilaian pemilihan proses... 24
4.1. Data komponen ... 32
x
4.16. Neraca Energi Masuk Decanter ... 39
4.17. Neraca Energi Keluaran Decanter Aliran Atas ... 40
4.18. Neraca Energi Keluaran Decanter Aliran Bawah ... 40
4.19. Neraca Energi Total DE-01 ... 40
4.20. Neraca Energi Masuk Distilasi ... 41
4.21. Neraca Energi Total Menara Distilasi ... 41
5.1. Spesifikasi Tangki Benzil Klorida (ST-101) ... 42
5.2. Spesifikasi Tangki Benzil Alkohol (ST-301) ... 43
5.3. Spesifikasi Solid Storage (SS-101) ... 44
5.11. Spesifikasi Menara Distilasi (MD-301) ... 52
5.12. Spesifikasi Condensor ( CD – 401 ... 53
5.13. Spesifikasi AC-401 ... 54
5.14. Spesifikasi Reboiler (RB-401) ... 55
5.15. Spesifikasi Pompa (PP – 101) ... 56
6.7. Kebutuhan Penerangan untuk Area dalam Bangunan ... 78
6.8. Kebutuhan Penerangan untuk Area luar Bangunan ... 79
6.19. Kebutuhan Listrik untuk Alat Proses ... 80
xi
6.11. Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian ... 89
6.12. Pengendalian Variabel Utama Proses ... 90
8.1. Jadwal Kerja Regu Shift ... 112
8.2. Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat ... 114
8.3. Penggolongan jumlah tenaga kerja ... 115
8.4. Jumlah karyawan shift ... 116
9.1. Fixed Capital Investment ... 121
9.2. Manufacturing Cost ... 122
9.3. General Expenses ... 123
9.4. Biaya Administrasi ... 124
xiii
DAFTAR GRAFIK
Grafik halaman
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar halaman
4.1 Blok Diagram Proses Pembuatan Benzil Alkohol ... 32
6.1 Cooling Tower ...
63
6.2 Diagram Cooling Water System... 65
6.3 Diagram Alir Pengolahan Air... 70
6.4 Deaerator ... 77
7.1 Peta Provinsi Jawa Timu ... 95
7.2 Tata Letak Pabrik ... 96
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan zaman, pembangunan di segala bidang makin diperhatikan. Salah satu jalan untuk meningkatkan taraf hidup bangsa adalah dengan pembangunan industri, termasuk diantaranya adalah industri kimia. Pembangunan industri kimia ini sangat penting, karena dapat mengurangi ketergantungan Indonesia terhadap industri luar negeri, yang pada akhirnya akan dapat mengurangi pengeluaran devisa untuk mengimpor bahan tersebut, termasuk diantaranya benzil alkohol.
Benzil alkohol merupakan salah satu bahan kimia yang sangat dibutuhkan baik sebagai bahan baku maupun bahan penunjang. Benzil alkohol banyak digunakan sebagai bahan dasar dalam pembuatan obat, parfum, kosmetik, solvent, dan sebagai bahan untuk industri kimia yang lain.
2
membutuhkan benzil alkohol, maka diperkirakan kebutuhan benzil alkohol pada masa yang akan datang akan semakin meningkat.
Belum adanya produsen benzil alkohol di Indonesia membuka peluang yang besar terhadap pasar benzil alkohol di Indonesia. Selama ini kebutuhan nasional terhadap benzil alkohol masih di impor dari Taiwan, USA, Jerman, dan India. Pendirian pabrik benzil alkohol berarti membuka lapangan kerja baru sehingga mengurangi pengangguran di Indonesia. Disamping itu untuk memenuhi pasar di luar negeri yang di harapkan dapat meningkatkan devisa Negara.
1.2. Kegunaan Produk
Produk benzil alkohol telah banyak digunakan dalam berbagai macam industri diantaranya:
1. Benzil alkohol digunakan sebagai pelarut umum untuk tinta, cat, epoxy resin, dan selulosa asetat.
2. Sebagai prekursor untuk berbagai ester, yang digunakan dalam sabun, dan parfum.
3
1.3. Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan benzil alkohol adalah benzil klorida ( C7H7Cl ) dan natrium karbonat (Na2CO3). Bahan baku benzil klorida diimpor dari Shandong Liaocheng Luxi Chemical Sale Co. Ltd, China. Natrium karbonat diperoleh dari Pabrik Aneka Kimia Raya, Surabaya. Dengan mengadakan kontrak kerjasama dengan kedua pabrik tersebut maka diharapkan kebutuhan benzil klorida dan natrium karbonat sebagai bahan baku pembuatan benzil alkohol dapat terpenuhi.
1.4. Prospek Pasar
Melihat kegunaan benzil alkohol yang banyak dan harganya yang cukup mahal maka diperkirakan kebutuhan akan benzil alkohol semakin meningkat dengan semakin banyaknya industri di Indonesia, khususnya industri kimia. Adapun data impor benzil alkohol di Indonesia mulai tahun 2009 sampai 2012 adalah sebagai berikut :
Tabel 1. 1 Data Impor Benzil Alkohol di Indonesia
Tahun Impor (Ton)
2009 25.358
2010 35.410
2011 48.556
2012 50.516
4
Dari Tabel 1.1 terlihat bahwa kebutuhan benzil alkohol dalam negeri mengalami peningkatan. Hal ini disebabkan di Indonesia belum terdapat pabrik benzil alkohol sehingga untuk memenuhi kebutuhan benzil alkohol diperoleh dari impor. Peningkatan konsumsi didasarkan atas perkembangan industri pemakainya yang mengalami perkembangan cukup pesat. Berdasarkan data Badan Pusat Statistik (BPS), pangsa pasar utama adalah memenuhi kebutuhan dalam negeri dan apabila kebutuhan dalam negeri telah terpenuhi maka produk dapat diekspor ke luar negeri.
Prediksi kapasitas pabrik diambil berdasarkan data statistik yang diperoleh dari Badan Pusat Statistik (BPS) prihal data impor benzil alkohol di Indonesia. Peningkatan impor benzil alkohol dari tahun ke tahun dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 1.1 Data impor benzil alkohol di Indonesia
5
Dari persamaan yang diperoleh pada Gambar 1.1 dengan menggunakan metode regresi linear, kebutuhan benzil alkohol di Indonesia untuk tahun 2017, diyakini sebesar 60.000 ton/tahun. Berdasarkan data kebutuhan tersebut, maka besarnya kapasitas pabrik benzil alkohol yang direncanakan sebesar 50.000 ton/tahun.
1.5. Lokasi Pabrik
Penentuan lokasi pabrik sangat penting pada suatu perancangan karena akan berpengaruh secara langsung terhadap kelangsungan hidup pabrik. Berdasarkan faktor-faktor di bawah ini maka pabrik yang akan didirikan berlokasi di Gersik, Jawa Timur dengan pertimbangan sebagai berikut : 1. Penyediaan Bahan Baku
Lokasi pabrik terletak tidak terlalu jauh dari bahan baku, sumber bahan baku utama natrium kabonat diperoleh Pabrik Aneka Kimia Raya, Surabaya sedangkan bahan baku benzil klorida di impor dari Shandong Liaocheng Luxi Chemical Sale Co. Ltd, China. Dengan demikian pengadaan bahan baku lebih mudah karena berada di dekat lokasi pabrik. 2. Tenaga Kerja
6
3. Utilitas
Utilitas yang diperlukan adalah air, bahan bakar serta listrik. Daerah Gresik dilalui oleh sungai Bengawan Solo yaitu sungai besar yang terdekat dengan kawasan industri yang dapat digunakan untuk keperluan penyediaan utilitas terutama air.
4. Pemasaran
Benzil alkohol merupakan bahan baku dan bahan intermediate, maka pemilihan lokasi di Gresik, Jawa Timur adalah tepat, karena daerah ini merupakan kawasan industri. Hal ini berarti memperpendek jarak antara pabrik benzil alkohol dengan pabrik-pabrik yang membutuhkannya.
5. Transportasi
7
BAB II URAIAN PROSES
2.1. Jenis-Jenis Proses
Benzil alkohol dikenal pula sebagai alpha hidroxytoluen, phenyl methanol, atau phenyl carbinol. Benzil alkohol mempunyai rumus molekul C6H5CH2OH. Proses pembuatan benzil alkohol dapat dilakukan dengan beberapa macam cara :
1. Reduksi Katalis dengan benzaldehida
Reduksi diperoleh dengan menggunakan Raney Nickel atau Sodium Amalgam dan air. Bahan pereaksi yang ekivalen dengan benzaldehid bisa menggunakan asam benzoat atau turunan asam benzoat. Persamaan reaksinya sebagai berikut :
C6H5CHO + H2 C6H5CH2OH
Reaksi ini berlangsung pada suhu 25oC dan tekanan 3 atm.
2. Reaksi Cannizaro
Pada reaksi ini formaldehida dioksidasi menjadi asam formiat, aldehid aromatik direduksi menjadi alkohol, yang berlangsung pada fase homogen (cair-cair) pada temperatur 207 oC, dan tekanan 6,1 atm.
8
Digunakan benzaldehida sebagai agen pereduksi dengan katalis berupa alkali. Konversi reaksi ini sebesar 60%. Pada reaksi ini hanya setengah dari aldehid yang tereduksi menjadi alkohol, setengahnya lagi teroksidasi menjadi asam.
Persamaan reaksinya sebagai berikut :
2C6H5CHO + KOH C6H5CO2K + C6H5CH2OH
3. Reaksi Hidrolisa
Reaksi hidrolisa terjadi antara Benzil Klorida dengan larutan Natrium Karbonat. Kemurnian produk yang dihasilkan 99%. Konversi terhadap produk sebesar 99%, berlangsung pada fase cair pada suhu 110oC dan tekanan 2 atm, tanpa menggunakan katalis.
Persamaan reaksinya sebagai berikut :
2C6H5CH2Cl + Na2CO3 + H2O 2C6H5CH2OH + 2NaCl + CO2
2.2. Pemilihan Proses
Pemilihan proses dilakukan dengan membandingkan keuntungan dan kerugian semua proses pembuatan benzil alkohol yang telah diuraikan diatas sebagai berikut :
9
a. Tinjauan Ekonomi
Tinjauan ekonomi ini bertujuan untuk mengetahui bruto yang dihasilkan oleh pabrik ini selama setahun dengan kapasitas 50.000 ton/tahun. Berikut ini perbandingan beberapa harga bahan baku dan harga produk pada tahun 2013.
Tabel 2.1 Harga bahan baku dan produk
Bahan Harga dalam $ Harga dalam Rp.
Benzaldehida 4000 USD/ton 40.000.000/ton Kalium hidoksida 300 USD/ton 3.000.000/ton
Benzil Klorida 1476 USD/ton 14.760.000/ton Natrium Karbonat 200 USD/ton 2.000.000/ton
Benzil Alkohol 3400 USD/ton 34.000.000/ton
Sumber: * www.alibaba.com,2013
1. Reduksi Katalis dengan benzaldehida Konversi : 75%
Kapasitas produk : 50.000 ton benzil alkohol tiap tahun
10
Dengan reaksi :
C6H5CHO + H2 C6H5CH2OH Mula a b
Bereaksi (462,962) (462,962) (462,962)
Sisa (a-462,962) (b-462,962) (462,962)
Dari reaksi diatas, untuk menghasilkan 50.000 ton atau 462,962 kmol benzil alkohol dengan konversi reaksi 75% maka dibutukan reaktan sebagai berikut
Mol benzaldehida = 617,31 kmol
Benzaldehid yang dibutuhkan untuk menghasilkan 50.000.000 kg benzil alkohol
= mol benzaldehida * BM benzaldehid = 617,31 kmol x 106 kg/kmol
11
Mol Hidrogen = 617,31 kmol
Kalium hidoksida yang dibutuhkan untuk menghasilkan 50.000.000 kg benzil alkohol
= mol hidrogen * BM hidrogen = 617,31 kmol x 2 kgr/kmol = 13.234,62 kg = 13,234 ton
Jumlah harga bahan baku:
= (65,434 ton x $ 4000/ton) + (13,234 ton x $ 3000/ton) = $ 301.438.000
Harga produk benzi alkohol
= (50.000 ton/tahun x $ 3400/ton) = $ 170.000.000 /tahun
Keuntungan per tahun = Harga Produk – Harga Reaktan = $ 170.000.000 /tahun - $ 301.438.000 = $ -131.438.000
= Rp. – 1.314..438.000
Harga produksi/kg benzil alkohol :
12
= $ 6,028/ kg = $ 6028/ ton
= Rp. 60.280/ kg ($1 = Rp 10000)
Harga pembuatan per kg benzil alkohol dengan menggunakan proses ini sebesar $ 6028/ ton, lebih mahal dibandingkan harga jual benzil alkohol sebesar $ 3400 /ton.
2. Reaksi Cannizaro Konversi : 60%
Kapasitas produk : 50.000 ton benzil alkohol tiap tahun
Dengan reaksi :
2C6H5CHO + KOH C6H5CO2K + C6H5CH2OH
Mula a b
13
Dari reaksi diatas, untuk menghasilkan 50.000 ton atau 277,778 kmol benzil alkohol dengan konversi reaksi 60% maka dibutukan reaktan sebagai berikut
Mol benzaldehida = 1543,276 kmol
Benzaldehida yang dibutuhkan untuk menghasilkan 50.000.000 kg benzil alkohol
= mol benzaldehid * BM benzaldehid = 1543,276 kmol x 106 kg/kmol = 163.587,276 kg = 163,587 ton
Mol Kalium hidoksida = 771,638 kmol
Kalium hidoksida yang dibutuhkan untuk menghasilkan 50.000.000 kg benzil alkohol
= mol kalium hidoksida * BM kalium hidoksida = 771,638 kmol x 56 kgr/kmol
= 43.211,728 kg = 43,211 ton
Jumlah harga bahan baku:
14
Harga produk benzil alkohol
= (50.000 ton/tahun x $ 3400/ton) = $ 170.000.000 /tahun
Keuntungan per tahun = Harga Produk – Harga Reaktan = $ 170.000.000 /tahun - $ 205.561,400 = $ -129.996.000
= Rp. – 1.299.960.000.000
Harga produksi/kg benzil alkohol :
= $ 6,850/ kg = $ 6850/ ton = Rp. 68.500/ kg ($1 = Rp 10000)
15
3. Reaksi Hidrolisa Konversi : 99%
Kapasitas : 50.000 ton benzil alkohol tiap tahun
Dengan reaksi :
2C6H5CH2Cl + Na2CO3 + H2O 2C6H5CH2OH + 2NaCl + CO2 Mula a b c
Bereaksi 462,962 462,962 462,962 462,962 462,962 462,962 Setimbang(a-462,962) (b-462,962)(c-462,962) 462,962 462,962 462,962
Dari reaksi diatas, untuk menghasilkan 50.000 ton atau 462,962 kmol benzil alkohol dengan konversi reaksi 99% maka dibutukan reaktan sebagai berikut
a = 2 x = 935,276 kmol
16
Benzil klorida yang dibutuhkan untuk menghasilkan 50.000.000 kg benzil alkohol
= mol benzil klorida * BM benzil klorida = 935,276 kmol x 108 kg/kmol
= 101.009,808 kg = 101,009 ton
Mol natrium karbonat = 467,438 kmol
Natrium karbonat yang dibutuhkan untuk menghasilkan 50.000.000 kg benzil alkohol
= mol natrium karbonat * BM natrium karbonat = 467,438 kmol x 106 kg/kmol
= 49.569,628 kg = 49,569 ton
Mol H2O = 467,438 kmol
H2O yang dibutuhkan untuk menghasilkan 50.000.000 kg benzil alkohol
= mol H2O * BM H2O
17
Jumlah harga bahan baku:
= (101,009 ton/tahun x $ 1476/ton) + (49,569 ton/tahun x $ 200/ton) + (8,413 ton/tahun x $ 100/ton )
= $ 159.003,08/tahun
Harga produk benzil alkohol: = (50.000 ton/tahun x $ 3400/ton) = $ 170.000.000 /tahun
Keuntungan per tahun = Harga Produk – Harga Reaktan = $ 170.000.000 - $ 159.003,08 = $ 169.840.996,9
= Rp. 1.698.409.969.000
Harga produksi per kg benzil alkohol :
= $ 3,1/ kg = $ 3100/ ton
18
Harga pembuatan per kg benzil alkohol dengan menggunakan proses ini sebesar $ 3100/ ton, lebih murah dibandingkan harga jual benzil alkohol sebesar $ 3400 /ton.
b. Tinjauan termodinamika
Tinjauan secara termodinamika ditujukan untuk mengetahui sifat reaksi (endotermis/eksotermis). Penentuan panas reaksi yang berjalan secara eksotermis atau endotermis dapat dihitung dengan perhitungan
panas pembentukan standar (ΔH°f) pada P = 1 atm dan T = 298 K.
Proses 1 ( Reduksi Katalis dengan benzaldehid) Reaksi yang terjadi adalah :
C6H5CHO + H2 C6H5CH2OH
Nilai ΔH°f masing-masing komponen pada suhu 298 K dapat
dilihat pada Tabel 2.2 sebagai berikut :
Tabel 2.2 Nilai ΔH°f masing-masing Komponen
Komponen ΔHof 298 Sumber : Perry’s Tabel 2-196
19
Karena nilai ΔH°r 298 K negatif, maka reaksi bersifat eksotermis.
Dari energi bebas Gibbs dari reaktan dan produk adalah :
Tabel 2.3 Nilai ΔG°f masing-masing Komponen
20
Berdasarkan nilai ∆Go
yang telah di dapatkan sebesar -36,9 kJ/mol menunjukkan bahwa reaksi yang terjadi di dalam reaktor dapat berlangsung tanpa membutuhkan energi yang besar, karena diinginkan
nilai ∆Go
< 0 agar tidak membutuhkan energi berupa panas yang terlalu besar (konsumsi energi kecil). Dalam parameter perancangan pabrik kimia berupa parameter termodinamika bahwa nilai ∆Go < 0 masih dapat terpenuhi.
Proses 2 (Reaksi Cannizaro ) Reaksi yang terjadi adalah :
2C6H5CHO + KOH C6H5CO2K + C6H5CH2OH
Nilai ΔH°f masing-masing komponen pada suhu 298 K dapat dilihat pada
Tabel 2.4 sebagai berikut :
Tabel 2.5 Nilai ΔH°f masing-masing Komponen
21
Karena nilai ΔH°r 298 K negatif, maka reaksi bersifat eksotermis.
Dari energi bebas Gibbs dari reaktan dan produk adalah :
Tabel 2.6 Nilai ΔG°f masing-masing Komponen
22
Reaksi 3 ( Reaksi Hidrolisa ) Persamaan reaksi :
2C6H5CH2Cl + Na2CO3 + H2O 2C6H5CH2OH + 2NaCl + CO2
Nilai ΔH°f masing-masing komponen pada suhu 298 K dapat dilihat pada
Tabel 2.6 sebagai berikut :
Tabel 2.4 Nilai ΔH°f masing-masing Komponen
Komponen ΔHof 298
23
Dari energi bebas Gibbs dari reaktan dan produk adalah : Tabel 2.5 Nilai ΔG°f masing-masing Komponen
Komponen ΔGof 298 Sumber : Perry’s Tabel 2-196
24
Tabel 2.7 Kriteria penilaian pemilihan proses
Kriteria Penilaian PROSES I (Hidrogenasi)
Berdasarkan tabel 2.6 tersebut, maka dipilih proses 3, yaitu pembuatan benzil alkohol secara hidrolisis dengan menggunakan benzil klorida, air dan natrium karbonat.
25
sebelumnya dipanaskan melalui heat exchanger (HE-101) sehingga temperatur Benzil Klorida menjadi 110oC.
2. Natrium Karbonat
Natrium Karbonat juga merupakan bahan baku utama. Diperoleh dari Pabrik Aneka Kimia Raya, Surabaya, dalam bentuk serbuk padat dan disimpan dalam solids storage (SS-101) dengan tekanan 1 atm (14,7 psia) dan suhu 30oC (303 K). Natrium Karbonat akan ditampung dalam hopper (HO-101) menggunakan srew conveyor dan bucket elevator (BE-101). Dari hopper kemudian akan dimasukkan ke dalam tangki pencampur (MT-101) untuk dilarutkan dengan H2O, lalu dipompa dan dipanaskan dengan pemanas HE-102 sampai suhu 110oC, kemudian dimasukkan ke dalam reaktor RE-201.
b. Tahap Reaksi
Reaksi antara Benzil Klorida dan larutan Natrium Karbonat dijalankan dalam Reaktor tangki berpengaduk, dengan waktu reaksi 0,39 jam, suhu reaktor 110oC, dan tekanan 2 atm.
Di dalam reaktor terjadi reaksi sebagai berikut :
2C6H5CH2Cl + Na2CO3 + H2O 2C6H5CH2OH + 2NaCl + CO2
26
jenuh pada suhu 210oC yang berada dalam jaket pemanas. Hasil reaksi yang berupa uap akan diolah ke UPL. Sedangkan hasil reaksi dari reaktor 2 didinginkan hingga suhunya menjadi 40oC, kemudian dimasukkan ke dalam decanter (DE) untuk dipisahkan antara fraksi berat dan ringannya.
c. Tahap Pemurnian
27
BAB III
SPESIFIKASI BAHAN & PRODUK
3.1. SPESIFIKASI BAHAN 1. Bahan baku :
a. Benzil Klorida (C6H5CH2Cl)
Berat Molekul = 126,5
Spesifik Gravity (20oC) = 1,1002 Titik beku = -39,2oC Titik didih pada 760 mmHg = 179,4oC Temperatur kritis = 411oC Tekanan kritis = 38,5 atm Bentuk (pada 1 atm,15oC) = Cairan
Warna = Tak berwarna
Kemurnian = 99,6 %
Kelarutan = Tak larut dalam air, larut dalam alkohol
b. Natrium Karbonat (Na2CO3)
Berat molekul = 106
28
3.2. SPESIFIKASI PRODUK a. Benzil Alkohol (C6H5CH2OH)
Berat molekul = 108
29
Titik beku = -15,3oC
Titik didih (pada 760mmHg) = 204,7oC Bentuk (pada 1 atm,15oC) = Cairan
Warna = Tak berwarna
Kemurnian = 98 %
Kelarutan = 4 gram larut dalam 100 gram air;
5,1 gram air larut dalam 100 gram
benzil alkohol
b. Natrium Klorida (NaCl)
Berat molekul = 58,5
Densitas = 2,165
Titik didih = 1465oC
Titik lebur = 800,8 oC
Warna = Tak berwarna
Kelarutan = 35,7 gram/100 gram air (0oC)
c. Karbondioksida (CO2)
Berat molekul = 44
Densitas gas = 1,976 (pada 0oC,1atm) Temperatur kritis = 31oC
30
Kelarutan dalam air = 1,713 (pada oC);0,759(pada 25oC);
pada suhu di atas 80oC,CO2 tidak
dapat larut
(Perry,R.H.,1984)
Reaksi :
+ Na2CO3 + H2O
Benzyl Chloride Natrium Carbonate Air Benzyl Alcohol
DAFTAR PUSTAKA
Banchero, B.1955. Chemical Engineering Series. Mc Graw Hill in Chemical Engineering : New York
Biegler, T.1997. Systematic Methods of Chemical Process Design. Prentice Hall International : London
Brown, G.1950. Unit Operations.John Wiley and Sons : New York
Brownell, Young.1959. Equipment Process Design.Wiley Eastern Limited : Bangalore
Chemical Data Chemmaths. 2011.
Chemical Engineering Magazine, Ed. Juni 2011.
Coulson, Richardson.1983. Chemical Engineering, Vol. 6th. Pergamon Press : New York
Coulson, Richardson.1955. Chemical Engineering, Vol. 2nd. Butterworth-Heinemann : Boston
FLSmidth, One Source. 2011. Door Oliver Eimco Thickeners.
Fogler, Scott, H.1999.Elements of Chemical Reaction Engineering, Ed. 3th. Prentice Hall International : London
Foust, A.1960. Principles of Unit Operations, Ed. 2nd. John Wiley and Sons : New York
Geankoplis, C. J.1983. Transport Processes and Unit Operations, Ed. 2nd. Allyn and Bacon, Inc : London
H. Porse, CP Keko ApS, pers.comm, 2009.
Hensley, C.2006. Cooling Tower Fundamentals. SPX Cooling Technologies : Kansas
Himmelblau.1996. Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering. Prentice Hall International : London
Ismail, S.1996. Alat Industri Kimia. Unversitas Sriwjaya : Palembang Kepdal. 2000 No. 113. Pedoman Teknis Laboratorium Lingkungan. Kern, D.1950. Process Heat Transfer. Mc Graw Hill International Book
Company: London
Keyes, F. and Clark, R.S. 1959, Industrial Chemistry, 2nd edition, John Wiley and Sons, Inc., New York.
Lesmana, D.2009. Bahan Kuliah Teknologi Buangan Industri Modul Limbah Cair, Padat, Gas, dan B3.Universitas Lampung : Bandar Lampung Levenspiel, O.1999. Chemical Reaction Engineering, Ed. 3rd.
John Wiley and Sons : New York Material Codes. 2011.
Mc Cabe.1985. Unit Operation of Chemical Engineering, Jilid. 2nd, Ed. 4th. Mc Graw Hill Book Company : New York
Mc Lanahan Corp. Aggregate Processing Division Brosure.2011
Menteri Keuangan Republik Indonesia, Agus Martowardojo, 14 Juni 2011, 09:51 WIB et.al. Kompas.com.
MIP Process Technology.2011. MIP Thickener Design.
Missen, R.1928.Introduction to Chemical Reaction Engineering and Kinetics.John Wiley and Sons : New York
Moss, D.2004.Pressure Vessel Design Manual, Ed. 3th.Elvesier : Boston MSDS Sodium Carbonate.Science Lab.com, 21 Februari 2011, 10:22 WIB MSDS Phosphate Acid.Science Lab.com, 21 Februari 2011, 10:25 WIB
Mulyono, P.1997.Ekonomi Teknik Kimia.Universitas Gajah Mada : Yogyakarta
Perry’s.1950.Chemical Engineer’s Handbook, Ed. 3th.Mc Graw Hill Book
Perry’s.1963.Chemical Engineer’s Handbook, Ed. 4th.Mc Graw Hill Book Company : London
Perry’s.1999.Chemical Engineer’s Handbook, Ed. 7th.Mc Graw Hill Book
Company : London
Perry’s.2008.Chemical Engineer’s Handbook, Ed. 8th.Mc Graw Hill Book
Company : London
Peter, Timmerhaus.2002. Plant Design and Economics for Chemical Engineers.Mc Graw Hill Higher Education : New York
Powel, S.1954.Water Conditioning for Industry, Ed. 1st.Mc Graw Hill Book Company : London
Rase.1977.Chemical Reactor Design for Process Plant, Vol. 1st, Principles and Techniques.John Wiley and Sons : New York
Reid, C.1987.The Properties of Gases and Liquids, Ed. 4th. Donneley and Sons : New York
Reklaitis, G. V.1983. Introduction to Material and Energy Balances.Mc Graw Hill Book Company : London
Sari, A.2010. Bahan Kuliah Utilitas dan Penggerak Mula Modul Pengolahan Air Industri. Universitas Lampung : Bandar Lampung
Schepman, B. A.1962.New Concepts in Thickener Design, Underflow Pump Arrangement, and Automatic Controls. SK-SNI Air Bersih, 12 Juni 2011, 13:25 WIB
Smith, J. M.2001.Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, Ed. 6th.Mc Graw Hill International Edition : New York
Smith, J.M.1981.Chemical Engineering Kinetics, Ed. 3th. Mc Graw Hill International Edition : New York
Smith, R.2005.Chemical Process Design and Integration.John Wiley and Sons : New York
Sugiharto.1987. Dasar-Dasar Pengelolaan Air Limbah. Universitas Indonesia : Jakarta
Technical Specification Thickeners.2011
Ulrich, G.1984.A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics. University of New Hampshire : USA
Wallas, M.1990. Chemical Process Equipment. Butterworth-Heinemann : Boston Wang, L, K.2008. Gravity Thickener, Handbook of Enviromental Engineering,
Vol. 6th. The Humana Press Inc. : New Jersey
