DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN... iii
SANWACANA... viii
ABSTRAK... x
DAFTAR ISI... xi
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR... xiii
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Penentuan Kapasitas Rancangan Pabrik ... 3
1.3 Lokasi Pabrik ... 4
II. DESKRIPSI PROSES 2.1 Jenis-Jenis Proses ... 8
2.2 Tinjauan Ekonomi Tiap Proses ... 10
2.3 Tinjauan Termodinamika ... 11
2.4 Uraian Proses ... 11
III. SPESIFIKASI BAHAN DAN PRODUK 3.1 Bahan Baku ... 21
3.2 Produk ... 23
3.3 Produk Samping ... 24
IV. NERACA MASSA DAN ENERGI 4.1 Neraca Massa ... 28
4.2 Neraca Energi... 36
V. SPESIFIKASI PERALATAN 5.1. Peralatan Proses ... 41
VI. UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH 6.1 Unit Pendukung Proses ... 60
2. Sistem Pembangkit Tenaga Listrik ... 71
3. Unit Penyediaan Bahan Bakar ... 72
4 Unit Penyediaan Udara tekan... 73
6.2 Pengolahan Limbah... 74
6.3 Laboratorium... 74
6.4 Instumentasi Dan Pengendalian Proses... 75
VII. TATA LETAK DAN LOKASI PABRIK 7.1 Lokasi Pabrik ... 79
7.2 Tata Letak Pabrik ... 82
VIII. SISTEM MANAJEMEN DAN ORGANISASI PERUSAHAAN 8.1 Bentuk Perusahaan ... 89
8.2 Struktur Organiasi Perusahaan ... 92
8.3 Tugas dan Wewenang ... 94
8.4 Status Karyawan dan Sistem Pengupahan ... 102
8.5 Pembagian Jam Kerja Karyawan ... 103
8.6 Penggolongan Karyawan dan Jumlah Karyawan... 105
8.7 Kesejahteraan Karyawan... 109
IX. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI 9.1 Investasi ... 113
9.2 Evaluasi Ekonomi ... 116
9.3 Angsuran Pinjaman ... 118
9.4Discounted Cash Flow... 118
X. SIMPULAN DAN SARAN 10.1 Simpulan ... 120
10.2 Saran... 120
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI LAMPIRAN C SPESIFIKASI PERALATAN
LAMPIRAN D UTILITAS
PRARANCANGAN PABRIK TRICRESYL PHOSPHATE
DARI CRESOL (C
7H
8O) DAN PHOSPHORUS OXYCHLORIDE
(POCl
3)
KAPASITAS 25.000 TON/TAHUN
(Perancangan Reaktor ( RE-301))
(Skripsi)
Oleh
AGNESIA AFRIDA PASARIBU
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
KAPASITAS 25.000 TON/TAHUN
(Perancangan Reaktor ( RE-301))
Oleh
AGNESIA AFRIDA PASARIBU
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
PRARANCANGAN PABRIK
TRICRESYL PHOSPHATE
DARI
CRESOL
(C
7H
8O) DAN
PHOSPHORUS
OXYCHLORIDE
(POCl
3)
KAPASITAS 25.000 TON/TAHUN
(Perancangan Reaktor (RE - 301))
Oleh
AGNESIA AFRIDA PASARIBU
0715041017
(Skripsi)
Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar
Sarjana Teknik
Pada
Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
OXYCHLORIDE (POCl3) KAPASITA 25.000
TON/TAHUN
(Perancangan Reaktor (RE - 301)) Nama Mahasiswa : Agnesia Afrida Pasaribu
No.Pokok Mahasiswa : 0715041017 Jurusan : Teknik Kimia
Fakultas : Teknik
MENYETUJUI 1. Komisi Pembimbing
Taharuddin, S.T., M.Sc. Dr. Elida Purba, S.T., M. Sc. NIP. 197001261995121001 NIP. 196103121981022001
2. Ketua Jurusan
MENGESAHKAN
1. Tim Penguji
Ketua : Taharuddin, S.T., M.Sc. ...
Sekretaris : Dr. Elida Purba, S.T., M. Sc. ...
Penguji
Bukan Pembimbing : Sri Ismiyati D., S.T., M. Eng. ...
Darmansyah, S. T., M. T. ...
2. Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung
Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, D.E.A NIP. 196505101993032008
Penulis dilahirkan di Bandar Lampung, pada tanggal 25 April 1989, sebagai putri ketiga dari lima bersaudara, dari pasangan Bapak Piter Pasaribu dan Ibu Dewi Sitorus.
Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar Sejahtera IV tahun 2001, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Fransiskus, Tanjung Karang Bandar Lampung pada tahun 2004, dan Sekolah Menengah Atas Immanuel, Teluk Betung Bandar Lampung pada tahun 2007.
Pada tahun 2007, penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) 2007.
Pada tahun 2011, penulis melakukan Kerja Praktek di P.T. Pupuk Sriwidjaja, Dinas Operasi PUSRI IV, Sumatera Selatan dengan Tugas Khusus “Evaluasi
Sebuah Karya kecilku....
Dengan segenap hati kupersembahkan tugas akhir ini kepada:
Tuhan Yesus Kristus,
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 pernah berakhir.
Kakak- kakak, Adik-adik ku dan keluarga besarku atas segalanya, kasih sayang
dan doa.
Guru-guruku sebagai tanda hormatku,
terima kasih atas ilmu yang telah diberikan.
Kepada Almamaterku tercinta,
semoga kelak berguna dikemudian hari
.
Even in the dark ness there is always a hope of light.
Do your best and God will do the rest
Don t predict the future but create the future
Sebab Aku ini mengetahui rancangan- rancangan apa yang
ada pada-Ku mengenai kamu, demikianlah firman Tuhan,
yaitu rancangan damai sejahtera bukan rancangan kecelakaan,
untuk memberikan kepadamu hari depan yang penuh harapan
SANWACANA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah yang Mahakuasa dan Maha Penyayang, atas segala rahmat-Nya, sehingga tugas akhir ini dengan judul
“Prarancangan Pabrik Tricresyl Phosphate dari Cresol Dan Phosphorus Oxychloride Kapasitas Dua Puluh Lima Ribu Ton Per Tahun” dapatdiselesaikan 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. Panca Nugrahini F., S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung.
2. Taharudin, S.T., M.Sc., 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.
3. Dr. Elida Purba, S.T., M.Sc. selaku Dosen Pembimbing II, atas semua ilmu, saran, masukan dan pengertiannya dalam penyelesaian tugas akhir.
6. Keluargaku tercinta, Papa dan Mama, atas pengorbanan, doa, cinta dan kasih sayang yang selalu mengiringi disetiap langkahku. Kakak- kakak, Adik-adik ku,dan Yulius Simanjuntak atas kasih sayang, doa, dukungan, kepercayaan, ketulusan, bantuan dan semangat. Semoga Allah yang Mahakuasa dan Maha Penyayang memberikan perlindungan dan Karunia-Nya.
7. Grafellia Sudarman, selaku partner pengerjaan Tugas Akhir. Terima kasih atas perjuangannya sampai akhirnya kita lulus
8. Teman-teman seperjuangan 2007 Dinda,Kenjiro, Hari, Tika, Rangga, Suhesti, Reza, April, Oza, Tya, dan semua teman –teman 2007 lainnya. Kakak-kakak angkatan 2005, 2006. Terimakasih atas bantuannya selama penulis menyelesaikan tugas akhir ini.
9. 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, Januari 2013 Penulis,
v
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1.1 Kapasitas Pabrik yang Sudah Berdiri 4
1.2 ImportFerrosulfat Heptahydratdi Indonesia 4 1.3 KonsumenFerrosulfat Heptahydratdi Indonesia 7
2.1 Kriteria Penilaian Pemilihan Proses 13
4.1 Neraca MassaMixing Tank (MT-101) 22
4.2 Neraca MassaEvaporator(EV-101) 22
4.3 Neraca MassaMix Point(MP-201) 22
4.4 Neraca MassaReactor (RE-201) 23
4.5 Neraca MassaCentrifuge(SE-201) 23
4.6 Neraca MassaEvaporator(EV-301) 23
4.7 Neraca MassaMix Point(MP-301) 24
4.8 Neraca MassaCooler(CO-301) 24
4.9 Neraca MassaCrystallizer(CR-301) 24
4.10 Neraca MassaCentrifuge(SE-301) 25
4.11 Neraca MassaRotary Dryer(RD-301) 25
4.12 Neraca PanasMixing Tank (MT-101) 26
4.13 Neraca PanasEvaporator(EV-101) 27
4.14 Neraca PanasMix Point(MP-201) 27
4.15 Neraca PanasReactor (RE-201) 27
4.16 Neraca PanasCentrifuge(SE-201) 28
4.17 Neraca PanasEvaporator(EV-301) 28
4.18 Neraca PanasMix Point(MP-301) 28
4.19 Neraca PanasCooler(CO-301) 28
4.20 Neraca PanasCrystallizer(CR-301) 29
4.21 Neraca PanasCentrifuge(SE-301) 29
4.22 Neraca PanasRotary Dryer(RD-301) 29
vi (ST-101)
5.2 Spesifikasi Pompa Proses (PO-103) 32
5.3 Spesifikasi Tangki Penyimpana Asam Sulfat (ST-102) 32
5.4 Spesifikasi Pompa Proses (PO-101) 33
5.5 SpesifikasiMixing Tank (MT-101) 33
5.6 Spesifikasi Pompa Proses (PO-102) 34
5.7 SpesifikasiEvaporator(EV-101) 34
5.8 Spesifikasi Pompa Proses (PO-104) 35
5.9 SpesifikasiReactor (RE-201) 35
5.10 Spesifikasi Pompa Proses (PO-201) 36
5.11 SpesifikasiCentrifuge(SE-201) 36
5.12 Spesifikasi Pompa Proses (PO-202) 37
5.13 Spesifikasi Pompa Proses (PO-203) 37
5.14 SpesifikasiEvaporator(EV-301) 38
5.15 Spesifikasi Pompa Proses (PO-301) 38
5.16 SpesifikasiCooler(CO-301) 39
5.17 SpesifikasiCrystallizer(CR-301) 39
5.18 Spesifikasi Pompa Proses (PO-302) 40
5.19 SpesifikasiCentrifuge(SE-301) 41
5.20 Spesifikasi Pompa Proses (PO-303) 41
5.21 SpesifikasiScrew Conveyor(SC-301) 42
5.22 SpesifikasiRotary Dryer(RD-301) 42
5.23 SpesifikasiAir Hearter(AH-301) 43
5.24 SpesifikasiFan(F-301) 43
5.25 SpesifikasiFan(F-302) 44
5.26 SpesifikasiFan(F-303) 44
5.27 SpesifikasiScrew Conveyor(SC-302) 44
5.28 SpesifikasiBucket Elevator(BE-401) 45
5.29 SpesifikasiSolid Storage(SS-401) 45
vii
5.31 Spesifikasi Gudang Produk (W-401) 46
5.32 SpesifikasiCompresor(CP-301) 46
5.36 SpesifikasiCondensor(CD-301) 47
5.37 Spesifikasi Tangki Penyimpanan HCl (ST-401) 48
5.38 Spesifikasi pompa utilitas (PU–01) 49
5.39 Spesifikasi Bak Sedimentasi (BS- 101) 49
5.40 Spesifikasi pompa utilitas (PU–02) 50
5.41 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Alum (TP-101) 50 5.42 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Klorin (TP–102) 51 5.43 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Soda Kaustik
(TP–103)
51
5.44 Spesifikasi Bak Penggumpal (BP-101) 52
5.45 Spesifikasi pompa utilitas (PU–03) 52
5.46 SpesifikasiClarifier(CL–101) 53
5.47 Spesifikasi pompa utilitas (PU–04) 53
5.48 SpesifikasiSand Filter (SF–101) 54
5.49 Spesifikasi pompa utilitas (PU–05) 55
5.50 SpesifikasiFilter Water Tank (TP-04) 55
5.51 Spesifikasi pompa utilitas (PU–06) 56
5.52 Spesifikasi pompa utilitas (PU–07) 57
5.53 SpesifikasiHot Basin ( HB–101) 57
5.54 Spesifikasi pompa utilitas (PU–08) 58
5.55 Spesifikasi Tangki Inhibitor ( TP–201) 58 5.56 Spesifikasi Tangki Dispersant (TP-202) 59
5.57 SpesifikasiCooling Tower(CT–101) 59
5.58 Spesifikasi pompa utilitas (PU–09) 60
5.59 SpesifikasiCold Basin(CB-101) 60
5.60 Spesifikasi pompa utilitas (PU–10) 61
5.61 Spesifikasi Tangki Air Kondensat (TP-301) 61
5.62 Spesifikasi pompa utilitas (PU–11) 62
viii
5.67 Spesifikasi pompa utilitas (PU–13) 65
5.68 Spesifikasi Tangki Air Proses (TP-303) 66
5.69 Spesifikasi pompa utilitas (PU–14) 66
5.70 Spesifikasi Tangki Hidrazin (TP-401) 67
5.71 Spesifikasi Deaerator (DA-401) 68
5.72 Spesifikasi pompa utilitas (PU–15) 68
5.73 Spesifikasi Tangki Air Demin (TP- 402) 69
5.74 Spesifikasi pompa utilitas (PU–16) 70
5.75 SpesifikasiBoiler 70
6.1 Peralatan yang Membutuhkan Air Pendingin 74
6.2 Peralatan yang MembutuhkanSteam 78
6.3 Peralatan yang Menggunakan Air Proses 80
6.4 Kebutuhan Air Pabrik 80
6.5 Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian
97
6.6 Penyediaan Variabel Utama Proses 97
8.1 Siklus PergantianShiftdalam Satu Bulan 117 8.2 Jumlah Operator Proses Berdasarkan Jenis Alat 120 8.3 Jumlah Operator Utilitas Berdasarkan Jenis Alat 120
8.4 Jumlah Karyawan 121
9.1 Fixed Capital Investment 126
9.2 Manufacturing Cost 127
9.3 General Expenses 128
9.4 Biaya Administratif 128
9.5 Minimum Acceptable Presense Return on Investment 129 9.6 Acceptable Pay out Timeuntuk Tingkat Resiko Pabrik 130
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1.1 Grafik Prediksi Kenaikan Linier Jumlah Impor
Ferrosulfat Heptahydratdi Indonesia
5
6.1 Cooling Tower 76
6.2 Diagram Cooling Water System 77
6.3 Daerator 79
6.4 Diagram Alir Pengolahan Air 81
6.5 DiagramAmmonia Refrigerant Sistem 90
7.1 Peta Kabupaten Gersik 102
7.2 Tata Letak Pabrik 103
7.3 Tata Letak Alat Proses 104
8.1 Struktur Organisasi Perusahaan 124
9.1 Grafik Analisis Ekonomi 131
KAPASITAS 25.000 TON/TAHUN
Oleh
AGNESIA AFRIDA PASARIBU 0715041017
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG
ABSTRAK
PRARANCANGAN PABRIK PABRIK TRICRESYL PHOSPHATE DARI CRESOL DAN PHOSPHORUS OXYCHLORIDE
KAPASITAS 25.000 TON/TAHUN Oleh
AGNESIA AFRIDA PASARIBU
Pabrik Tricresyl Phosphate berbahan baku cresol dan phosphorus oxychloride, akan didirikan di Gresik, Jawa Timur. Pabrik ini berdiri dengan mempertimbangkan ketersediaan bahan baku, sarana transportasi yang memadai, tenaga kerja yang mudah didapatkan dan kondisi lingkungan.
Pabrik direncanakan memproduksi tricresyl phosphate sebanyak 25.000 ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang digunakan adalah cresol sebanyak 2.829,4289 kg/jam danphosphorus oxychloride
sebanyak 1.323,9667 kg/jam.
Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik tricresyl phosphate berupa: pengadaan air, pengadaan listrik, kebutuhan bahan bakar, dan pengadaan udara kering.
Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur organisasilinedanstaffdengan jumlah karyawan sebanyak 129 orang.
Dari analisis ekonomi diperoleh:
Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 266.168.873.334
Working Capital Investment (WCI) = Rp 46.970.977.647
Total Capital Investment (TCI) = Rp 307.816.473.515
Break Even Point (BEP) = 37,6987 %
Shut Down Point (SDP) = 29,5843 %
Pay Out Time before taxes (POT)b = 1,00 years Pay Out Time after taxes (POT)a = 1,22 years Return on Investment before taxes (ROI)b = 75,90 % Return on Investment after taxes (ROI)a = 60,72 %
Discounted cash flow (DCF) = 50,50 %
MANUFACTURE OF TRICRESYL PHOSPHATE FROM CRESOL AND PHOSPHORUS OXYCHLORIDE
CAPACITY 25.000 TONS/YEAR (Design Reactor -301 (RE-301))
By
AGNESIA AFRIDA PASARIBU
Tricresyl Phosphateplant produced by reacting cresol dan phosphorus oxychloride was plan to be in industrial plant in the region of Gresik, in East Java Province. Plant was established by considering the availability of raw materials, transportation facilities, readily available labor and environmental conditions.
Plant's production capacity is planned 25,000 tons / year, with operating time of 24 hours / day and 330 working days in a year. The raw materials used are much cresol 2.829,4289 kg / hr and phosphorus oxychloride as 1.323,9667 kg / hr.
Provision of utility plant needs a treatment system and water supply, steam supply systems, instrument air supply systems, and power generation systems. Labor needed as many as 129 people with a business entity form Limited Liability Company (PT) which is headed by a Director who is assisted by the Director of Production and Director of Finance with line and staff organizational structure.
From the economic analysis is obtained:
Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 266.168.873.334
Working Capital Investment (WCI) = Rp 46.970.977.647
Total Capital Investment (TCI) = Rp 307.816.473.515
Break Even Point (BEP) = 37,6987 %
Shut Down Point (SDP) = 29,5843 %
Pay Out Time before taxes (POT)b = 1,00 years Pay Out Time after taxes (POT)a = 1,22 years Return on Investment before taxes (ROI)b = 75,90 % Return on Investment after taxes (ROI)a = 60,72 %
Discounted cash flow (DCF) = 50,50 %
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sebagai negara berkembang, Indonesia berusaha semaksimal mungkin untuk mengurangi ketergantungan dari negara lain. Untuk itu dilakukanlah pembangunan di segala sektor, terutama pembangunan di bidang industri. Industri kimia merupakan salah satu industri yang diharapkan dapat memajukan pembangunan di Indonesia. Karena keadaan yang demikian ini, industri kimia mengalami peningkatan secara kualitas maupun kuantitas baik industri yang mengolah bahan baku maupun bahan penunjang untuk menjadi bahan setengah jadi ataupun bahan jadi.
Salah satu bahan kimia yang kebutuhannya belum terpenuhi dari dalam negeri adalah tricresyl phosphate yang merupakan senyawa organik (ester) dengan rumus molekul C21H21PO4. Sebutan lain untuktricresyl phosphate(TCP) adalah tritolyl phosphate, tritolyl ester, phosphoric acid tris (methyl phenyl) ester dan
Gambar 1.1Tricresyl Phosphate(TCP)
Bentuk dan wujud TCP berupa cairan kental, tidak berwarna, tidak berbau, tidak mudah terbakar, tidak larut dalam air, larut dalam cairan organik, tidak menyerap air dan sedikit sekali menguap (non volatil).
TCP merupakan bahan kimia yang digunakan sebagai bahan plasticizer (bahan pelunak). Menurut Waldo L. Semon (1926), PVC menjadi sangat elastis jika dipanaskan dalam cairan TCP. Semakin banyak TCP yang digunakan, PVC akan semakin elastis dan sebaliknya PVC akan menjadi keras bila TCP yang digunakan semakin sedikit. Contoh aplikasi seperti kulit imitasi, plastik untuk alas meja dan sebaginya.
TCP juga digunakan sebagai lubricants (bahan pelumas),cable coating (pelapis kabel) dan bahan penyusun cat kuku (Kirk and Othmer, 1978).
CH3 CH3
CH3
P O
O O
3
Melihat dari manfaat yang dapat diperoleh cukup besar, maka diperkirakan kebutuhan akan TCP pada tahun-tahun mendatang akan semakin meningkat. Pabrik TCP ini belum ada di Indonesia dan selama ini kebutuhan akan TCP masih impor dari Cina, Amerika, India dan Jepang. Dalam perancangan ini digunakan cresol (C7H8O) dan phosphorus oxychloride (POCl3) sebagai bahan
baku untuk TCP.
Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan tersebut diatas maka pabrik ini layak didirikan di Indonesia. Kehadiran pabrik TCP di Indonesia akan mendatangkan beberapa keuntungan, antara lain :
1. Produk TCP segera mungkin dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri sehingga mengurangi ketergantungan impor.
2. Membuka peluang bagi didirikannya industri lain yang menggunakan TCP sebagai bahan baku.
3. Membuka lapangan kerja baru dalam rangka mengurangi jumlah atau tingkat pengangguran serta menambah tingkat perekonomian masyarakat Indonesia.
1.2 Kapasitas Perancangan
Kebutuhan TCP di Indonesia diperkirakan akan terus meningkat dalam beberapa tahun mendatang, hal ini dikarenakan semakin berkembangnya industri
plasticizer. Pabrik TCP yang telah berdiri di luar negeri adalah di Negara China, kapasitas produksi mencapai 800 – 1.000 ton/tahun, Negara Jepang 33.000 ton/tahun, dan USA mencapai 54.000 ton/tahun (RIVM report, 2005).
Berikut adalah data import TCP ke Indonesia menurut Badan Pusat Statistik dari tahun 2006–2010.
Tabel 1.1 Data impor TCP Indonesia (2006–2010)
Tahun Tahun ke Jumlah Impor (ton)
2006 1 17.338
2007 2 18.371
2008 3 20.516
2009 4 16.572
2010 5 19.143
Sumber: Data Badan Pusat Statistik Tahun 2011
Berdasarkan data pada Tabel 1.1, produksi TCP pada tahun 2009 mengalami
penurunan yang drastis, hal ini dikarenakan adanya krisis global sehingga berdampak pada produksi bahan kimia termasuk TCP.
5
Gambar 1.2 Grafik Impor TCP Indonesia (2006–2010)
Persamaan garis hasil regresi linier yang diperoleh adalah sebagai berikut : y = 181,1x + 17.845
Pada tahun 2016 saat pembuatan pabrik TCP, diperkirakan impor sebanyak (ton/tahun) = 181,1x + 17.845
= 181,1 (11) + 17.845 = 19.837,1 ton/tahun
Berdasarkan perhitungan tersebut diasumsikan bahwa TCP yang diimpor ke Indonesia sepenuhnya digunakan untuk kebutuhan dalam negeri. Hal ini dikarenakan tidak adanya data ekspor untuk TCP (BPS, 2010).
Tabel 1.2 Data impor TCP Asia Tenggara (2010)
Negara Jumlah Impor (ton/per kapita) Thailand 6.050
Singapura 4.250 Filipina 2.300 Malaysia 1.000
Brunei 700
Myanmar 500
Laos 250
Sumber: Data Encarta Encyclopedia Tahun 2011
7
1.3 Lokasi Pabrik
Pemilihan lokasi pabrik merupakan hal yang sangat penting sehingga dilakukan perhitungan yang baik, secara ekonomi maupun teknis, tanpa melupakan
keadaan sosial dan kemungkinan pengembangan dimasa mendatang. Pabrik TCP akan didirikan di daerah Gresik, Jawa Timur.
Dasar pertimbangan utama yang diambil dalam pemilihan lokasi pabrik adalah : 1. Kemudahan mendapatkan bahan baku
Beroperasinya suatu pabrik sangat tergantung pada ketersediaan bahan baku. Oleh karena itu, bahan baku sangat penting dalam pengoperasian pabrik. Pabrik TCP menggunakan bahan bakucresolyang diperoleh dari PT. Diamond Trading Internasional, Indonesia yang telah berdiri sejak tahun 2002 dengan memiliki kualitas yang sama dengan impor. Bahan bakuphosphorus oxychloridediperoleh dariGreat Lake Chemical, Nitro, USA. Pengirimanphosphorus oxychloridediterima melalui pelabuhan Tanjung Perak, Surabaya.
2. Pemasaran Produk
Faktor yang perlu diperhatikan adalah letak wilayah pabrik yang
berbagai macam pabrik. Pabrik yang menggunakan bahan baku TCP adalah Pabrik Maspion (Perusahaan Siam Maspion) dengan kapasitas produksi sebesar 70.000 ton/tahun dengan penggunaan TCP sebesar 20% dari kapasitas produksi. Selain PT. Maspion, Pertamina juga
menggunakan bahan baku TCP sebagailubricants(minyak pelumas) sebesar 5%. Penggunaan TCP sebagai bahan/ zat pembantu untuk produk
intermediatebanyak juga ditemukan di industri kometik (cat kuku sebesar 7%) yang juga banyak berlokasi di daerah Pulau Jawa.
3. Transportasi
Transportasi sangat dibutuhkan sebagai penunjang utama untuk penyediaan bahan baku dan pemasaran produk. Pemilihan lokasi pabrik di Gresik, Jawa Timur karena dekat dengan Pelabuhan Tanjung Perak, sehingga arus dari bahan baku import lebih mudah dan lancar serta transportasi darat yang memiliki infrastruktur yang cukup baik. Keadaan tersebut dapat mempermudah pemasaran produk.
4. Tenaga Kerja
9
kerja diperoleh dari daerah Gresik, Jawa Timur dan sekitarnya. Sehingga dalam perekrutan tenaga kerja tidak mengalami kendala.
5. Utilitas
Utilitas merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam pengoperasian suatu pabrik. Utilitas utama meliputi penyediaan air, bahan bakar dan listrik yang mengharuskan lokasi pabrik dekat dengan sumber tersebut.
Pabrik TCP memerlukan air yang cukup banyak untuk kebutuhan utilitas, rumah tangga, pencuci peralatan, media pendingin dan sebagainya. Untuk memenuhi kebutuhan ini pengadaan air diambil langsung dari saluran induk Sungai Bengawan Solo yang dekat dengan daerah Gresik. Bahan bakar digunakan untuk generator listrik adalah solar, yang diperoleh dari distributor PT. Pertamina.
Kebutuhan listrik disuplai oleh PT. PLN (Perusahaan Listrik Negara) dan generator cadangan hanya dipergunakan jika terjadi pemadaman listrik oleh PLN.
6. Lahan
tersebut sehingga lahan di daerah tersebut sudah disiapkan untuk pendirian atau pengembangan suatu pabrik. Semakin meningkatnya pemintaan produk akan menuntut adanya perluasan pabrik.
7. Karakteristik lokasi
Karakteristik lokasi menyangkut iklim didaerah tersebut, yang tidak rawan terjadinya banjir, serta kondisi sosial masyarakatnya. Dalam hal ini daerah Gresik, Jawa Timur bisa digunakan sebagai lokasi pendirian Pabrik TCP.
8. Kebijakan Pemerintah
BAB II. DISKRIPSI PROSES
2.1 Jenis Proses Berdasarkan Bahan Baku
Tricresyl phosphate (TCP) dapat dibuat melalui beberapa proses berdasarkan bahan baku yang bervariasi. Berdasarkan bahan baku ada 2 proses komersial yang di pakai untuk memproduksi TCP yaitu :
1. Proses dengan bahan bakucresoldanphosphorus pentachloride
2. Proses dengan bahan bakucresoldanphosphorus oxychloride
Uraian kedua proses diatas adalah sebagai berikut :
1. Proses dengan bahan baku cresoldanphosphorus pentachloride.
Salah satu proses dalam pembuatan TCP adalah dengan mereaksikan senyawa cresoldenganphosphorus pentachloride.
Reaksinya adalah sebagai berikut :
3 C7H8O + PCl5→C21H21O3PCl2+ 3 HCl
C21H21O3PCl2+ H2O→C21H21PO4+ 2 HCl
Prinsip dalam pembuatan TCP dengan bahan baku cresol dan phosphorus pentachlorideadalah sebagai berikut :
Cresol dimasukkan ke dalam reaktor kemudian ditambahkan PCl5 secara
perlahan. Penambahan secara kontinyu dengan laju alir 5 lb per menit untuk 900 lb cresol. Reaksi berlangsung secara eksothermis dan temperatur dipelihara pada suhu 80oC dengan cara mengatur laju alir penambahan PCl5.
Setelah semua PCl5dimasukkan laju udara dari uap air dilanjutkan sampai
reaksi hidrolisis sempurna. HCl yang diperoleh diambil dan dipindahkan ke sistem recovery. TCP mentah kemudian dipindahkan dari reaktor dan dimurnikan,
Kelemahan dari proses ini adalah kebutuhan air untuk reaksi lebih banyak sehingga kurang efisien.
2. Proses dengan bahan bakucresoldanphosphorus oxychloride
Proses inilah yang sejauh ini diketahui sebagai proses yang dilakukan untuk pabrikasi. Reaksinya adalah sebagai berikut :
3 C7H8O + POCl3→C21H21PO4+ 3 HCl
Proses pembuatan TCP dengan bahan baku cresoldanphosphorus oxychlorideadalah sebagai berikut :
13
pada suhu 150oC dengan tekanan 10 atm. Produk utama yang dihasilkan berupa TCP dimurnikan di Menara Distilasi untuk mendapatkan produk dengan kemurnian yang tinggi. Uap HCl yang dihasilkan dikondensasi dan disimpan sebagai produk samping.
Konversi yang dihasilkan sebesar 77% dengan reaktan berlebih 10%
phosphorus oxychloride(US. Patent 2.960.524)
2.2 Tinjauan Ekonomi Masing-Masing Proses Pembentukan TCP
2.2.1 Proses menggunakan cresol (C7H8O) dan phosphorus pentachloride
[image:33.612.189.484.433.509.2](PCl5)
Tabel 2.1 Harga bahan baku dan produk TCP daricresoldan
phosphorus pentachloride
Bahan Baku dan Produk BM (kg/mol) Harga (US $/kg)
C7H8O 108,14 1,63
PCl5 208,22 1,98
C21H21PO4 368,35 5,76
Sumber:www.merck-chemicals.co.id, 2012.
www.icis.com, 2012.
Dengan reaksi :
3 C7H8O + PCl5→C21H21O3PCl2+ 3 HCl
C21H21O3PCl2+ H2O→C21H21PO4+ 2 HCl
• C7H8O = US$ x 108,14 x 3 mol = US$ 528,8046
• PCl5= US$ x 208,22 x 1 mol = US$ 412,2756
• C21H21PO4= US$ x 368,35 x 1 mol = US$ 2.121,696
Keuntungan = [(harga produk - harga bahan baku)] x Kapasitas = [(US$ 2.121,696)–(US$ 528,8046 + US$ 412,2756)] x 25.000 = US$ 29.515.395 (asumsi US$1 = Rp 9.320)
= Rp 275.083.481.000
2.2.2 Proses menggunakan cresol (C7H8O) dan phosphorus oxychloride
[image:34.612.186.485.451.525.2](POCl3)
Tabel 2.2 Harga bahan baku dan produk TCP daricresoldan
phosphorus oxychloride
Bahan Baku dan Produk BM (kg/mol) Harga (US $/kg)
C7H8O 108,14 1,63
POCl3 153,35 1,47
C21H21PO4 368,35 5,76
Sumber:www.merck-chemicals.co.id, 2012.
www.icis.com, 2012.
Dengan reaksi :
3 C7H8O + POCl3 → C21H21PO4+ 3 HCl
15
• POCl3= US$ x 153,35 x 1 mol = US$ 225,4245
• C21H21PO4= US$ x 368,35 x 1 mol = US$ 2.121,696
Keuntungan = [(harga produk - harga bahan baku)] x Kapasitas = [(US$ 2.121,696)–(US$ 528,8046 + US$ 225,4245)] x 25.000 = US$ 34.186.672,50 (asumsi US$1 = Rp 9.320)
= Rp 318.619.788.000
2.3 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 (Δ H°f) pada P = 1 atm dan T = 298 K.
2.3.1 Proses dengan bahan bakucresoldanphosphorus pentachloride
Dengan reaksi :
3 C7H8O + PCl5→C21H21O3PCl2+ 3 HCl
C21H21O3PCl2+ H2O→C21H21PO4+ 2 HCl
Tabel 2.3Nilai Δ H°f Komponen Untuk Pembuatan TCP dariCresoldan
Phosphorus Pentachloride
Δ H°r298 K= Δ H°f produk-Δ H°f reaktan
= [(Δ H°f(C21H21PO4)+(5 xΔ H°fHCl)]–[(3x Δ H°fC7H8O)+(Δ H°fPCl5)+(Δ H°fH2O)]
= [3.385,7621 + (5 x -18.102,6900)] – [(3 x 29.789,7790) + (73.426,6900) + (37.811,0350)] = - 106.508 kj/mol
Karena nilai Δ H°r 298 Knegatif, maka reaksi bersifat eksothermis.
2.3.2 Proses TCP dengan bahan bakucresoldanphosphorus oxychloride
Dengan reaksi :
3 C7H8O + POCl3 C21H21PO4 + 3 HCl
Tabel 2.4Nilai Δ H°f Komponen Untuk Pembuatan TCP dariCresoldan
Phosphorus Oxychloride
Komponen Δ H°f, kJ/mol
C7H8O 29.789,7790
PCl5
H2O
73.426,6900 37.811,0350 C21H21PO4
HCl
3.385,7621 18.102,6900
Komponen Δ H°f, kJ/mol
C7H8O 29.789,77
POCl3 62.842,86
C21H21PO4
HCl
[image:36.612.264.428.621.704.2]17
Δ H°r298 K= Δ H°f produk-Δ H°f reaktan
= [(Δ H°f(C21H21PO4)+(3 xΔ H°fHCl)]–[(3x Δ H°fC7H8O)+(Δ H°fPOCl3)]
= [3.585,7621 + (3 x 18.102,6900)]–[(3 x 29.789,7790) + (62.842,8659)] = -94.318,3708 kj/mol
Karena nilai Δ H°r 298 Kpositif, maka reaksi bersifat eksothermis
[image:37.612.87.552.359.509.2]Berdasarkan perhitungan nilai ekonomi dan tinjauan termodinamika, maka dibuat tabel perbandingan untuk proses pembuatan TCP sebagai berikut :
Tabel 2.5 Karakteristik Proses Pembuatan TCP
No. Karakteristik 1 2
1 Bahan Baku Cresol, phosphorus pentachloridedan air
Cresoldanphosphorus oxychloride
2 Fase bahan baku Cair-cair Cair-cair
4 Δ H°f (kj/kmol) -106.507,8495
(eksothermis)
-94,318,3708 (eksothermis)
5 Keuntungan (Rp) 275.083.481.000 304.000.000.000
6 Limbah HCl(per mol produk) 5 3
Berdasarkan pada tabel 2.5 proses pembuatan TCP menggunakan bahan bakucresol
3.1 Spesifikasi Bahan Baku
3.1.1 Cresol
Sifat fisis :
Rumus molekul : C7H8O
Berat molekul : 108,14 kg/kmol
Fase : Cair
Kemurnian : 98%cresol, 2%phenol
Densitas : 0,3726 kg/lt (25oC) Titik lebur : 12oC
Titik didih : 202,2oC
Viskositas : 1,2217 cp
Temperatur kritis : 430oC Tekanan kritis : 49,40 atm
Cp,j/mol K :–166.220 + 2.994,3T + (-7,6203)T2+ 0,0069T3
Kelarutan : 2,5g/100gdalam air (40oC)
22
Sifat kimia : 1. Hidrogenasi
CH3C6H4OH + 3H2→ CH3C6H10OH
2. Oksidasi
CH3C6H4OH + O2→ CH3C6H3O2+ H2O
3. Subtitusicresoldengan halogen CH3C6H4OH + Br2→ CH3C6H4OBr
4. Nitrasi
CH3C6H4OH + HNO3→ CH3C6H4ONO2+H2O
(Kirk and Othmer,1994)
3.1.2 Phosphorus Oxychloride
Sifat fisis :
Rumus molekul : POCl3
Berat molekul : 153,3322 kg/kmol
Fase : Cair
Kemurnian : 99,98% POCl30,02% PCl3
Densitas : 0,3341 kg/lt (25oC) Titik beku : 44,200C
Titik didih : 105,800C
Viskositas : 1,0433 cp
Cp,j/mol K : 367.040 + (-1.604,1)T + 2,7478T2+ 0,00021T3
Kelarutan : larut dalam benzen dan carbon disulfida Kenampakan : cairan putih
Sifat kimia
1. POCl3bereaksi dengancresolmembentuktricresyl phosphatedan HCl
3CH3C6H4OH + POCl3→ (CH3C6H4O)3PO + 3HCl
2. POCl3dalam air akan terurai atau terhidrolisis
POCl3+ 3H2O→ H3PO4+ 3HCl
(Kirk and Othmer,1994)
3.2 Spesifikasi Produk
3.2.1 Tricresyl Phosphate
Rumus molekul : C21H21PO4
Berat molekul : 368,3729 kg/kmol
Fase : Cair
Kemurnian : 99,9974% TCP 0,026%cresol
Densitas : 0,3826 kg/lt (25oC) Titik Didih : 410oC
24
Temperatur kritis : 526,85oC Tekanan kritis : 12 atm
Cp,j/mol K : 607,875 - 0,60106 T–0,3884T2
Kelarutan : larut dalam alkohol eter
Kenampakan : cairan bening agak kekuningan
3.3 Spesifikasi Produk Samping
3.3.1 Hydrochloride Acid
Sifat fisis :
Rumus Molekul : HCl
Berat molekul : 36,4610 kg/kmol
Fase : Cair
Kemurnian : 32%
Titik lebur : -141,18oC Titik didih : -85,05oC
Densitas : 1,6362 kg/lt (25oC) Viskositas : 1,60 cp
Temperatur kritis : 51,65oC Tekanan kritis : 82 atm Cp,j/mol K : 47.300 + 90T
Kelarutan : 72g/100ml air
Sifat kimia :
1. HCl bereaksi dengan methanolpada suhu 340–350
o
C membentuk
methyl klorida
CH
3OH + HCl→ CH3Cl + H2O
2. The Deacon Process
Oksidasi fase uap dengan udara/oksigen dengan katalis mangan
pada suhu optimum 430–475
o
C 4HCl + O
2→ 2Cl2+ 2H2O
1. Reaksi dengan zat pengoksidasi HCl dan O
2bereaksi dalam keadaan gas menghasilkan klorin
HCl + O
2→ 2Cl2+ H2O
3.4 SpesifikasiImpurities
3.4.1 Phenol
Rumus molekul : C6H6O
Berat molekul : 94,11 kg/mol
Fase : cair
Kemurnian : 98% phenol, 2% air Titik beku : 410C
Titik didih : 1820C
26
Viskositas : 3,437 cp Temperatur kritis : 421,10C
Cp, j/mol K : 101.720 + 317,61T
Kelarutan : larut dalam air, benzene, sangat larut dalam alkohol, khlor, alkali
Kenampakan : tidak berwarna
3.4.2 Phosphorus Trichloride
Rumus molekul : PCl3
Berat molekul : 137,33 kg/kmol
Fase : Cair
Kemurnian : 99,95% PCl30,05% POCl3
Densitas : 0,4223 kg/lt (25oC) Titik beku : -93,600C
Titik didih : 76,100C Viskositas : 0,438 cp Temperatur kritis : 285,50C Tekanan kritis : 55,96 atm
A. Peralatan Proses
Peralatan proses Pabrik Tricresyl Phosphate dengan kapasitas 25.000 ton/tahun terdiri dari :
1. Tangki PenyimpananPhosphorus Oxychloride (ST-101)
Tabel. 5.1 Spesifikasi TangkiPhosphorus Oxychloride(ST-101) Alat Tangki PenyimpananPhosphorus Oxychloride
Kode ST-101
Fungsi Menyimpanphosphorus oxychloridedengan kapasitas 953.256 kg
Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat bottom) dan atap(head)berbentukconical roof.
Kapasitas 1.156,7155 m3
Dimensi Diametershell(D) = 40 ft Tinggishell(Hs) = 28 ft Tebalshell(ts) = 1,62 in
Tinggi atap = 0,80 ft Tinggi total = 28,80 ft Tekanan Desain 53,5393 psi
42
2. Tangki PenyimpananCresol(ST-102)
Tabel. 5.2. Spesifikasi TangkiCresol(ST-102) Alat Tangki PenyimpananCresol
Kode ST-102
Fungsi Menyimpancresoldengan kapasitas 203.719kg Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat bottom) dan atap(head)berbentukconical roof
Kapasitas 271.6457 m3
Dimensi Diametershell(D) = 25 ft Tinggishell(Hs) = 18 ft Tebalshell(ts) = 0,5 in
Tinggi atap = 1,46 ft Tinggi total = 19,46 ft Tekanan Desain 23,5306 psi
Bahan Carbon Steel SA-283GradeC
3. Pompa (PP-101)
Tabel 5.3 Spesifikasi Pompa (PP–101)
Alat Pompa
Fungsi Mengalirkan phosohorus oxychloride dari Storage Tank(ST-101) menuju keheater(HE-101)
Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage
Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316
Kapasitas 6,89 gpm
Efisiensi Pompa 44%
Dimensi NPS = 0,75 in
Sch = 40 in
Beda ketinggian = 8 m Power motor 0,5 hp
4. Pompa -102 (PP-102)
Tabel 5.4 Spesifikasi Pompa (PP–102)
Alat Pompa
Fungsi Mengalirkan cresol dari Storage Tank (ST-102) menuju ke Menara Distilasi (MD-201)
Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage
Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316 Kapasitas 61,89 gpm
Efisiensi Pompa 62%
Dimensi NPS = 1,5 in
Sch = 40 in
Beda ketinggian = 8 m Power motor 1,5 hp
NPSHA 44,94 m
5. Heater101 (HE-101)
Tabel 5.5 SpesifikasiHeater(HE-101) Kode Alat Heat Exchanger
Nama Alat Heater101
Fungsi Memanaskan temperaturfresh feed(phosphorus oxychloride) dari temperatur 35oC menjadi temperatur 150oC dengan media pemanas berupaliquid pemanaspada temperatur 398,89ºC.
Bentuk Double pipe Heat Exchanger
Dimensi pipa Annulus
(liquid pemanas)
IPS 2 in
Sch. No 40
OD 2,38 in
ID 2,06 in
0,0079 psi
Pipe
(phosphorus oxychloride)
IPS 1,25 in
Sch. No 40
OD 1,66 in
ID 1,38 in
0,0051psi Jumlah Hairpin
Bahan konstruksi
1 buah
Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316 Pa
Pa
44
[image:47.595.128.519.115.553.2]6. Heater(HE-102)
Tabel 5.6 SpesifikasiHeater(HE-102) Kode Alat Heat Exchanger
Nama Alat Heater102
Fungsi Memanaskan temperaturcresoldari temperatur 35oC menjadi temperatur 190,67oC dengan media pemanas berupa liquid pemanas pada temperatur 398,89ºC Bentuk Double pipe Heat Exchanger
Dimensi pipa Annulus
(liquid pemanas)
IPS 2 in
Sch. No 40
OD 2,38 in
ID 2,067 in
a' 3,35 ft2
0,0291 psi
Pipe
(cresol)
IPS 1,25 in
Sch. No. 40
OD 1,66 in
ID 1,38 in
a'' 1,5 ft2
0,0288 psi Jumlah Hairpin
Bahan konstruksi
1 buah
Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316
Pa
7. Menara Distilasi (MD-201)
Tabel. 5.7. Spesifikasi MD-201
Alat Menara Distiasi
Kode MD-201
Fungsi Memisahkancresoldenganphenolberdasarkan perbedaan titik didih.
Jenis Plate tower (sieve tray)
Bahan Konstruksi Carbon Steel SA 212 Grade B
Dimensi D kolom = 0,919 m
Tinggi = 17,44 m
Tebalshell = 0,18 in Tebalhead = 0,18 in Jumlahtray = 61 buah Tebaltray = 0,003 m Diameterhole = 0,005 m
Jumlah 1 buah
[image:48.595.132.560.450.760.2]8. Condensor ( CD-301 )
Tabel 5.8 SpesifikasiCondensor(CD-301)
Alat Condensor
Kode CD–301
Fungsi Mengkondensasikan produk atas distillasi (MD-201) Bentuk Shell and Tube Heat Exchanger
Dimensi Shell ID Baffle space Passes N+1 Δ Ps
= 13,25 in = 13,25 in = 1 buah = 7
= 0,0005 < 2 psi
Tube Number Length OD BWG Pitch Passes Δ Pt = 113 = 8 ft = 0,75 in = 8
= 0,93 intriangular
= 2
= 5,47 < 10 psi
Bahan Konstruksi Stainless Steel SA-240 A ISI tipe 316
46
9. Accumulator 401 ( AC-401 )
Tabel 5.9 SpesifikasiAccumulator(ACC-401)
Alat Accumulator
Kode ACC–401
Fungsi Menampung sementara cairan yang keluar dari CD-301.
Jenis Tangki silinder dengan tutuptorispherical
Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C Kapasitas 2,89 ft3
Dimensi OD
Ltotal
Tebalshell
Tebalhead
= 14 in = 36,66 in = 0,18 in = 0,18 in
Jumlah 1 buah
10. Reboiler ( RB-501 )
Tabel 5.10 SpesifikasiReboiler(RB-501)
Alat Reboiler
Kode RB–501
Fungsi Memanaskan kembali dan menguapkan sebagian produk bawah MD–201 untuk dikembalikan lagi ke dalam kolom distilasi.
Bentuk Shell and Tube Heat Exchanger
Dimensi Shell
ID
Baffle space Passes
= 17,25 in = 17,25 in = 1 buah
Tube Number Length OD BWG Pitch Passes Δ Pt = 224 = 8 ft = 0,75 in = 8
= 0,93 intriangular
= 4
= 0,045 < 10 psi
Bahan Konstruksi Stainless Steel SA-240 A ISI tipe 316
11. Pompa -103 (PP-103)
Tabel 5.11 Spesifikasi Pompa (PP–103)
Alat Pompa
Fungsi Mengalirkan cresol dari RB-502 menuju kecooler
(CO-202)
Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage
Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316 Kapasitas 59,71 gpm
Efisiensi Pompa 61%
Dimensi NPS = 1,5 in
Sch = 40 in
Beda ketinggian = 8 m Power motor 1 hp
NPSHA 44,1998 m
12.Cooler 201 (CO-201)
Tabel 5.12 SpesifikasiCooler(CO-201)
Kode Alat CO-201
Nama Alat Cooler
Fungsi Menurunkan temperatur distilat keluaran ACC-401 dari temperatur 181,66oC menjadi temperatur 50oC dengan media pendingin berupa air pendingin pada temperature 35ºC Bentuk Double pipe Heat Exchanger
Dimensi pipa Annulus
(keluaran ACC-401)
IPS 1 in
Sch. No 40
OD 1,32 in
ID 1,05 in
a' 0,87 ft2
0,025 psi
Inner
(air pendingin)
IPS 0,5 in
Sch. No. 40
OD 0,84 in
ID 0,62 in
a'' 0,30 ft2
0,30 psi Jumlah Hairpin
Bahan konstruksi
1 buah
Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316
Pa
48
[image:51.595.127.551.119.482.2]13.Cooler (CO-202)
Tabel 5.13 SpesifikasiCooler(CO-202)
Kode Alat CO-202
Nama Alat Cooler
Fungsi Menurunkan temperatur liquid keluaran RB-501 dari temperatur 190,89oC menjadi temperatur 150oC dengan media pendingin berupa air pendingin pada temperature 35ºC
Bentuk Double pipe Heat Exchanger
Dimensi pipa Annulus
(keluaran RB-501)
IPS 2 in
Sch. No 40
OD 2,38 in
ID 2,07 in
a' 3,35 ft2
0,41 psi
Inner
(air pendingin)
IPS 1 in
Sch. No. 40
OD 1,32 in
ID 1,05 in
a'' 0,86 ft2
4,50psi Jumlah Hairpin
Bahan konstruksi
1 buah
Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316
Pa
14. Reaktor (RE-301)
Tabel 5.14. Spesifikasi Reaktor (RE-301)
Fungsi Mereaksikanphosphorus oxychloridedancresol
untuk membentuk tricresyl phosphate.
Kode RE–301
Jenis Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) dilengkapi dengan jaket pendingin.
Kondisi Operasi T = 150oC P = 10 atm Kapasitas
Dimensi
167,6141 ft3
Diameter = 6,5 ft
Tinggi = 8,0641 ft
Tebal reaktor = 0,625 ft
Tipe Pengaduk =six flat blades turbin
Putaran pengaduk = 0,6167 rps Daya pengaduk = 7,5 hp Koil pendingin
Diameter spiral = 5,85 ft Panjang koil = 1.063,1368 ft Lilitan koil = 54 lilitan Tinggi koil = 3,78 ft
Jumlah 1 Buah
15. Condensor 302 ( CD-302 )
Tabel 5.15 SpesifikasiCondensor–302 (CD-302)
Alat Condensor
Kode CD–302
Fungsi Mengkondensasikan sebagian uap keluaran RE-301 Bentuk Shell and Tube Heat Exchanger
Dimensi Shell ID Baffle space Passes N+1 Δ Ps = 14 = 8 ft = 0,75 in = 8
= 0,9375 intriangular
= 6
= 2,2513 < 10 psi
Tube Number Length OD BWG Pitch Passes Δ Pt = 14 = 8 ft = 0,75 in = 8
= 0,9375 intriangular
= 6
= 2,2513 < 10 psi Bahan Konstruksi Stainless Steel SA-240 A ISI tipe 316
50
16. Condensor 303 ( CD-303 )
Tabel 5.16 SpesifikasiCondensor–303 (CD-303)
Alat Condensor
Kode CD–303
Fungsi Mengkondensasikan uap keluaran CD-302 Bentuk Shell and Tube Heat Exchanger
Dimensi Shell
ID
Baffle space Passes
N+1 Δ Ps
= 8 in = 8 in = 1 buah = 10
= 0,4353 < 2 psi
Tube Number
Length
OD BWG
Pitch Passes
Δ Pt
= 65 = 8 ft = 0,75 in = 8
=0,93 intriangular
= 4
= 0,02 < 10 psi
Bahan Konstruksi Stainless Steel SA-240 A ISI tipe 316
17.Heater(HE-103)
Tabel 5.17 SpesifikasiHeater-103 (HE-103)
Kode Alat HE–103
Nama Alat Heater
Fungsi Memanaskan liquid keluaran CD-303 dari temperatur -79,31oC menjadi temperatur 50oC dengan media pemanas berupa liquid pemanas pada temperatur 398,89ºC.
Bentuk Double pipe Heat Exchanger Annulus
(liquid pemanas)
IPS 2 in
Sch. No 40
OD 2,38 in
ID 2,07 in
a' 3,35 ft2
0,016 psi
Inner
(keluaran CD-303)
IPS 1,25 in
Sch. No. 40
OD 1,66 in
ID 1,38 in
a'' 1,5 ft2
0,022 psi Jumlah haipin
Bahan konstruksi
1 buah
Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316 18. Expander Valve-101 (EV-101)
Tabel 5.18 Spesifikasi Expander Valve (EV-101)
Nama Alat Expander Valve
Kode Alat EV-101
Fungsi
Menurunkan tekanan keluaran HE-103 dari 10 atm menjadi 1 atm
Jenis Globe Valve Half Open
Kapasitas 947,38 kg/jam Dimensi ID = 1,05 in
OD = 1,32 in a't = 0,86 ft2
Bahan Konstruksi Commercial Stainless Steel(Austenitic) AISI tipe 316
Pa
52
19. Expander Valve-102 (EV-102)
Tabel 5.19 Spesifikasi Expander Valve - 102 (EV-102)
Nama Alat Expander Valve
Kode Alat EV-102
Fungsi
Menurunkan tekanan keluaran RE-301 dari 10 atm menjadi 1 atm
Jenis Globe Valve Half Open
Kapasitas 4.197 kg/jam Dimensi ID = 2,06 in OD = 2,38 in a't = 3,35 ft2
Bahan Konstruksi Commercial Stainless Steel(Austenitic) AISI tipe 316 20. Pompa -104 (PP-104)
Tabel 5.20 Spesifikasi Pompa (PP–104)
Alat Pompa
Fungsi Mengalirkan produk keluaran EV-102 dari menuju keheater(HE-104)
Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage
Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316 Kapasitas 107,22 gpm
Efisiensi Pompa 70%
Dimensi NPS = 2 in
Sch = 40 in
Beda ketinggian = 8 m Power motor 2 hp
21.Heater(HE-104)
Tabel 5.21 SpesifikasiHeater(HE-104)
Kode Alat HE–104
Nama Alat Heater
Fungsi Memanaskan liquid keluaran EV-102 dari temperatur 149,79oC menjadi temperatur 187,51oC dengan media pemanas berupa liquid pemanas pada temperatur 398,89ºC.
Bentuk Double pipe Heat Exchanger
Dimensi pipa
Annulus
(liquid pemanas)
IPS 2 in
Sch. No 40
OD 2,38 in
ID 2,06 in
a' 3,35 ft2 0,016 psi
Inner
(keluaran EX-102)
IPS 1,25 in
Sch. No. 40
OD 1,66 in
ID 1,38 in
a'' 1,5 ft2 0,031 psi Jumlah haipin
Bahan konstruksi
1 buah
Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316
Pa
54
22. Menara Distilasi (MD-202)
Tabel. 5.22. Spesifikasi Menara Distilasi (MD-202)
Alat Menara Distiasi
Kode MD-203
Fungsi Memisahkan produk TCP denganphosphorus
oxychloridedancresolberdasarkan perbedaan titik didih. Jenis Plate tower (sieve tray)
Bahan Konstruksi Carbon Steel SA 212 Grade B
Dimensi Diameter kolom = 1,03 m
Tinggi = 18,13 m
Tebalshell = 0,19 in Tebalhead = 0,19 in Jumlahtray = 63 buah Tebaltray = 0,003 m Diameterhole = 0,005 m
Jumlah 1 buah
23. Condensor ( CD-304 )
Tabel 5.23 SpesifikasiCondensor(CD-304)
Alat Condensor
Kode CD–304
Fungsi Mengkondensasikan produk atas distillasi (MD-302) Bentuk Shell and Tube Heat Exchanger
Dimensi Shell
ID
Baffle space Passes
= 29 in = 29 in = 1 buah
Tube Number Length OD BWG Pitch Passes Δ Pt = 1.014 = 8 ft = 0,75 in = 8 in
= 0,94 intriangular
= 2
= 9,8 < 10 psi
Bahan Konstruksi Stainless Steel SA-240 A ISI tipe 316
24.Accumulator( ACC-402 )
Tabel 5.24 SpesifikasiAccumulator(ACC-402)
Alat Accumulator
Kode ACC–402
Fungsi Menampung sementara cairan yang keluar dari CD-304.
Jenis Tangki silinder dengan tutuptorispherical
Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C
Kapasitas 35,88 ft3
Dimensi OD
Ltotal
Tebalshell
Tebalhead
= 30 in = 86,17 in = 0,19 in = 0,19 in
Jumlah 1 buah
25. Reboiler ( RB-502 )
Tabel 5.25 SpesifikasiReboiler(RB-502)
Alat Reboiler
Kode RB–502
Fungsi Memanaskan kembali dan menguapkan sebagian produk bawah MD–202 untuk dikembalikan lagi ke dalam kolom distilasi.
Bentuk Shell and Tube Heat Exchanger
Dimensi Shell
ID
Baffle space Passes
= 37 in = 37 in = 1 buah
Tube Number Length OD BWG Pitch Passes Δ Pt = 1.200 = 18 ft = 0,75 in = 18
= 0,94 intriangular
= 2
= 0,159 < 1 psi
Bahan Konstruksi Stainless Steel SA-240 A ISI tipe 316
56
26. Pompa (PP-105)
Tabel 5.26 Spesifikasi Pompa (PP–105)
Alat Pompa
Fungsi Mengalirkan produk keluaran dari RB-501 menuju
cooler(CO-204)
Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage
Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316 Kapasitas 119,26 gpm
Efisiensi Pompa 72%
Dimensi NPS = 2 in
Sch = 40 in
Beda ketinggian = 8 m Power motor 1,5 hp
NPSHA 68,43 m
[image:59.595.134.520.102.806.2]27.Cooler(CO-204)
Tabel 5.27 SpesifikasiCooler(CO-204)
Kode Alat CO-204
Nama Alat Cooler
Fungsi Menurunkan temperatur produk keluaran RB-502 dari 213,41oC menjadi 50oC dengan media pendingin berupa air pendingin pada temperature 35ºC
Bentuk Double pipe Heat Exchanger
Dimensi pipa
Annulus
(keluaran RB-502)
IPS 3 in
Sch. No 40
OD 2,38 in
ID 2,070 in
a' 3,37 ft2 2,31 psi
Inner
(air pendingin)
IPS 1, 5 in
Sch. No. 40
OD 1,90 in
ID 1,61 in
a'' 2,04 ft2 2,62 psi Jumlah Hairpin
Bahan konstruksi
1 buah
Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316
Pa
28. Pompa (PP-106)
Tabel 5.28 Spesifikasi Pompa (PP–106)
Alat Pompa
Fungsi Mengalirkan produk keluaran dari CD-304 menuju
cooler(CO-203)
Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage
Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316
Kapasitas 5,82 gpm
Efisiensi Pompa 42%
Dimensi NPS = 0, n
Sch = 40 in
Beda ketinggian = 8 m Power motor 0,75 hp
NPSHA 10,2436 m
29.Cooler (CO-203)
Tabel 5.29 SpesifikasiCooler(CO-203)
Kode Alat CO-203
Nama Alat Cooler203
Fungsi Menurunkan temperatur liquid keluaran CD-302 dan CD-305 dari temperatur 351,57oC menjadi temperatur 150oC dengan media pendingin berupa air pendingin pada temperature 35ºC Bentuk Double pipe Heat Exchanger
Dimensi pipa Annulus
(keluarancondenser)
IPS 3in
Sch. No 40
OD 3,5 in
ID 3,068 in a' 7,38 ft2
0,28 psi
Inner
(air pendingin) IPS 2 in Sch. No. 40 OD 2,38 in ID 2,07 in a'' 3,36 ft2 0,12 psi
Jumlah Hairpin Bahan konstruksi
1 buah
Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316
Pa
58
[image:61.595.145.505.132.354.2]30. Tangki PenyimpananPhenol
Tabel 5.30 Tangki PenyimpananPhenol(ST-103) Alat Tangki PenyimpananPhenol
Kode ST-104
Fungsi MenyimpanPhenoldengan kapasitas 3.561kg Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat
bottom) dan atap(head)berbentuktorispherical. Kapasitas 3.404 ft3
Jumlah Tangki 1 Unit
Dimensi Diametershell(D) = 17 ft Tinggishell(Hs) = 12 ft Tebalshell(ts) = 0,37 in
Tinggi atap = 3,21 ft Tebalhead =0,5 in Tinggi total = 15,21 ft Tekanan Desain 17,32 psi
Bahan Carbon Steel SA-283 Grade C
31. Tangki Penyimpanan HCl (ST-104)
Tabel 5.31. Spesifikasi Tangki Penyimpanan HCl (ST-104)
Alat Tangki Penyimpanan HCl
Kode ST-103
Fungsi Menyimpan HCl dengan kapasitas 159.160 kg
Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat bottom)
dan atap(head)berbentuktorispherical. Kapasitas 5.496 ft3
Jumlah Tangki 1 Unit
Dimensi Diametershell(D) = 20 ft Tinggishell(Hs) = 14 ft Tebalshell(ts) = 0,31 in
Tinggi atap = 3,71 ft Tebalhead =0,5 in Tinggi total = 17,71 ft Tekanan Desain 22,70 psi
[image:61.595.133.513.428.642.2]32. Tangki PenyimpananTricresyl Phosphate(ST-105)
Tabel 5.32. Spesifikasi Tangki Penyimpanan TCP (ST-105) Alat Tangki PenyimpananTricresyl Phosphate
Kode ST-105
Fungsi MenyimpanTricresyl Phosphatedengan kapasitas 530.295 kg
Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat bottom) dan atap(head)berbentukconical. Kapasitas 35.143 ft3
Jumlah Tangki 1 Unit
Dimensi Diametershell(D) = 38 ft Tinggishell(Hs) = 27 ft Tebalshell(ts) = 0,9 in
Tinggi atap = 1,4 ft Tebalhead =0,41in Tinggi total = 28,3 ft Tekanan Desain 24,59 psi
60
VI. UTILITAS
A. Unit Pendukung Proses
Unit pendukung proses atau sering pula disebut unit utilitas merupakan sarana penunjang proses yang diperlukan pabrik agar dapat berjalan dengan baik. Pada umumnya, utilitas dalam pabrik proses meliputi air, udara dan listrik. Penyediaan utilitas dapat dilakukan secara langsung dimana utilitas diproduksi di dalam pabrik tersebut, atau secara tidak langsung yang diperoleh dari pembelian ke perusahaan-perusahaan yang menjualnya.
Unit pendukung proses yang terdapat dalam PabrikTricresyl Phosphateantara lain:
1. Unit penyediaan air
Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi kebutuhan air sebagai berikut :
a. Air untuk penyediaan umum dan sanitasi
Beberapa persyaratan untuk air sanitasi adalah sebagai berikut :
1. Syarat fisis; di bawah suhu kamar, tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau, tingkat kekeruhan < 1 mg SiO2/Liter.
2. Syarat kimia; tidak mengandung zat organik dan anorganik yang terlarut dalam air, logam-logam berat lainnya yang beracun.
3. Syarat biologis (bakteriologis); tidak mengandung kuman/bakteri terutama bakteri patogen.
Air yang diperlukan untuk keperluan umum ini adalah sebesar : • Air untuk kantor
Kebutuhan air untuk karyawan = 15 L/org/hr
Air untuk kebutuhan karyawan = 129 org x 15 L/org/hari = 1,935 m3/hari
• Air untuk perumahan karyawan = 1,8 m3/hari • Air untuk laboratorium
Air untuk keperluan ini diperkirakan = 2,5 m3/hari • Air untuk kebersihan dan pertamanan
Air untuk keperluan ini diperkirakan = 5 m3/hari
Sehingga total kebutuhan air untuk keperluan umum sebesar Air keperluan umum = 11,23 m3/hari
62
Air pendingin yang digunakan adalah air sungai yang diperoleh dari Sungai Begawan Solo. Air pendingin merupakan air yang diperlukan untuk proses-proses pertukaran/perpindahan panas dalam heat exchangerdengan tujuan untuk memindahkan panas suatu zat di dalam aliran ke dalam air.
Hal-hal yang harus diperhatikan dalam penyediaan air pendingin : • Kesadahan air yang dapat menyebabkan terjadinya scale (kerak)
pada sistem perpipaan.
• Mikroorganisme seperti bakteri, plankton yang tinggal dalam air
sungai, berkembang dan tumbuh, sehingga menyebabkan fouling
alatheat exchanger.
• Besi, yang dapat menimbulkan korosi
Minyak, yang merupakan penyebab terganggunya film corossion inhibitor, menurunkan heat transfer coefficient, dapat menjadi makanan mikroba sehingga menimbulkan endapan.
Kualitas standar air pendingin yaitu :
• Cahardnesssebagai CaCO3 :<150 ppm
• Mghardnesssebagai MgCO3:<100 ppm
• Silika sebagai SiO2 :<200 ppm
• Turbiditas :< 10
• Cl-dan SO42- :<1000 ppm
• pH : 6–8
• Silika : max. 150 ppm
• TDS : max 2500 ppm
[image:66.595.179.501.250.432.2]Total air pendingin yang diperlukan sebesar 874.996,8158 kg/jam. Peralatan yang menggunakan air pendingin tersebut dapat dilihat pada Tabel. 6.1 berikut :
Tabel 6.1. Peralatan yang Membutuhkan Air Pendingin
No. Kebutuhan Jumlah Satuan
1 Condensor (CD-301) 107.143,84 kg/jam
2 Condensor (CD-302) 6.745,75 kg/jam
3 Condensor (CD-304) 503.178,54 kg/jam
4 Cooler (CO-201) 372,98 kg/jam
5 Cooler (CO-202) 6.625,26 kg/jam
6 Cooler (CO-203) 5.414,84 kg/jam
7 Cooler (CO-204) 15.081,53 kg/jam
8 Reaktor (RE-301) 150.901,53 kg/jam
Jumlah Kebutuhan 795.451,65 kg/jam
Over design 10% 874.996,81 kg/jam
Air pendingin diproduksi oleh menara pendingin (cooling tower). Unit air pendingin ini mengolah air dengan proses pendinginan dari suhu 45oC menjadi 35oC.
Air pendingin yang keluar dari media-media perpindahan panas di area proses akan disirkulasikan dan didinginkan kembali seluruhnya di dalam cooling tower. Penguapan dan kebocoran air akan terjadi di dalam cooling tower ini. Oleh karena itu, untuk menjaga jumlah air pendingin harus ditambah air make up yang jumlahnya sesuai dengan jumlah air yang hilang. Maka water make up untuk cooling tower
64
Sistem air pendingin terutama terdiri dari cooling tower dan basin, pompa air pendingin untuk peralatan proses, sistem injeksi bahan kimia, dan induce draft fan. Sistem injeksi bahan kimia disediakan untuk mengolah air pendingin untuk mencegah korosi, mencegah terbentuknya kerak dan pembentukan lumpur diperalatan proses, karena akan menghambat atau menurunkan kapasitas perpindahan panas.
Pengolahan air pada cooling tower dilakukan dengan menginjeksikan zat kimia, yaitu:
• Scale inhibitor, berupa dispersant yang berfungsi untuk mencegah pembentukan kerak pada peralatan yang disebabkan oleh senyawa-senyawa terlarut.
• Corrosion inhibitor, berupa natrium posfat yang berfungsi untuk mencegah korosi pada peralatan.
Gambar .6.1.Cooling Tower
Proses pendinginan dicooling tower:
• Cooling Water yang telah menyerap panas proses pabrik dialirkan kembali keCooling Toweruntuk didinginkan.
• Air dialirkan ke bagian atas Cooling Tower kemudian dijatuhkan ke bawah dan akan kontak dengan aliran udara yang dihisap oleh
Induce Draft (ID) Fan.
• Akibat kontak dengan aliran udara terjadi proses pengambilan
panas dari air oleh udara dan juga terjadi proses penguapan sebagian air dengan melepas panas laten yang akan mendinginkan air yang jatuh ke bawah.
• Air yang telah menjadi dingin tersebut dapat ditampung di Basin
dan dapat dipergunakan kembali sebagaicooling water
Air panas
udara
66
• Air dingin dari Basin dikirim kembali untuk mendinginkan proses
di pabrik menggunakan pompa sirkulasiCooling water.
• Pada proses pendinginan di cooling tower sebagian air akan menguap dengan mengambil panas laten, oleh karena itu harus ditambahkan airmake-updariWater Treatment Plant.
Gambar. 6.2.Diagram Cooling Water System
[image:69.595.149.510.232.421.2]Secara keseluruhan, total kebutuhan air adalah sebanyak 875.461,5968 kg/jam, dengan perincian sebagai berikut :
Tabel.6.2. Kebutuhan Air Pabrik
Penggunaan Jumlah (kg/jam)
Air keperluan umum 469,78
Air pendingin 874.996,81
Total 875.461,59
Air yang digunakan dalam pabrik ini diperoleh dari air sungai. Untuk mendapatkan spesifikasi air sesuai dengan kebutuhan dilakukan COOLER PROSES
T = 35oC
Hot Water, T= 45oC
COOLING TOWER Evaporasi
Blow Down
pengolahan dengan beberapa tahap. Pengolahan yang dilakukan setelah pemompaan dari sungai adalah penjernihan dan penyaringan.
Penjernihan (Clarification)
Bahan baku air diambil dari air sungai. Air sungai dialirkan dari daerah terbuka kewater intake systemyang terdiri dari screendan pompa.Screen
dipakai untuk memisahkan kotoran dan benda-benda asing pada aliran
suction pompa. Air yang tersaring oleh screen masuk ke suction pompa dan dialirkan melalui pipa masuk ke unit pengolahan air.
Air masuk ke dalam bak sedimentasi untuk mengendapkan dan memisahkan lumpur yang mungkin terbawa, yang dapat menyebabkan gangguan fouling di dalam proses penyediaan air bebas mineral. Partikel yang besar dihilangkan dengan penyaringan, tetapi koloidal yang ada dilepas melalui proses klarifikasi dalam penetralan dan penggumpalan (coagulation) dan sebelum dikeluarkan dilakukan injeksi larutan alum, soda kaustik, dan kaporit. Jumlah aliran bahan kimia yang masuk dikontrol secara otomatis sebanding dengan jumlah air yang masuk.
Semua air alam mengandung bermacam-macam jenis dan jumlah pengotor. Kotoran ini dapat digolongkan sebagai :
a. Padatan yang terlarut
68
kalsium sulfat, magnesium sulfat, silika, sodium klorida, sodium sulfat dan sejumlah kecil besi, mangan, florida, aluminium, dan lain-lain. b. Gas-gas yang terlarut
Gas-gas yang terlarut biasanya adalah komponen dari udara walaupun biasanya jarang, seperti hidrogen sulfida, metana, oksigen dan CO2.
c. Zat yang tersuspensi
Dapat berupa kekeruhan (turbidity) yang terjadi dari bahan organik, mikro organik, tanah liat dan endapan lumpur, warna yang disebabkan oleh pembusukan tumbuh-tumbuhan, dan lapisan endapan mineral seperti minyak
Untuk menyempurnakan proses flokulasi dan penjernihan, digunakan bahan kimia koagulasi yaitu :
• Larutan Alum (aluminium sulfat)
Berupa tepung berwarna putih, dapat larut dalam air, stabil dalam udara, tidak mudah terbakar, tidak dapat larut dalam alkohol dan dapat dengan cepat membentuk gumpalan. Alum berfungsi sebagai bahan penggumpal (floculant) untuk menjernihkan air. Pembentukan flok terbaik pada PH 6,5 – 7,5. Jumlah alum yang diinjeksikan sebanyak 0,06% dari air umpan dengan konsentrasi 26% volum.
• Soda kaustik (NaOH)
diinjeksikan sebanyak 0,05% dari air umpan dengan konsentrasi 40% volum.
• Kaporit
Berfungsi untuk membunuh bakteri, jamur, dan mikroorganisme. Jumlah kaporit yang diinjeksikan sebanyak 1,2 % dari umpan dengan konsentrasi 30 % volum.
Reaksi yang terjadi :
Al2(SO4)3+ 3 Ca(HCO3)2 2 Al(OH)3+ 3 CaSO4+ 6 CO2
Al2(SO4)3+ 3 Na2CO3+3 H2O 2 Al(OH)3+3 Na2SO4+ 3 CO2
Proses koagulasi , flokulasi, dan penjernihan :
• Zat-zat pengotor dalam bentuk senyawa suspensi koloidal tersusun dari
ion-ion bermuatan negatif yang saling tolak-menolak.
• Aluminium Sulfat dalam air akan larut membentuk ion Al3+dan OH -serta menghasilkan asam sulfat sebagai berikut:
Al2(SO4)3+ 6 H2O 2 Al3++ 6 OH-+ 3 H2SO4
• Ketika ion yang bermuatan positif dalam koagulan (Alum, Al3+) bertemu / kontak dengan ion negatif tersebut pada kondisi pH tertentu maka akan terbentukfloc(butiran gelatin).
• Butiran partikelflocini akan terus bertambah besar dan berat sehingga cenderung akan mengendap ke bawah.
70
• Untuk menjamin koagulasi yang efisien pada dosis bahan kimia yang
minimal makakoagulantharus dicampur secara cepat dengan air. Proses pencampuran bahan kimia ini dilakukan diPremix Tank / Flocculator.
• Tahap selanjutnya adalah menjaga pembentukanfloc(flokulasi) dan mengendapkan partikelflocsambil memperhatikan pembentukan lapisan lumpur (sludge blanket) dengan pengadukan pelan, sehingga air yang jernih akan terpisah dari endapanfloc. Proses ini terjadi di
Clarifier / Floctreator.
• Lapisan lumpur juga berfungsi menahanflocyang baru terbentuk, oleh karena itu harus dijaga tetap ada.
• Untuk menjaga supaya lumpur merata dan tidak terlalu padat
dilakukan pengadukan lambat.
• Level lapisan lumpur dijaga dengan melakukanblowdown
Penyaringan (Filtration)
Air yang keluar dari proses penjernihan masih membawa kotoran-kotoran, oleh karena itu perlu dilakukan penyaringan. Pada proses penyaringan, bahan yang dihilangkan adalah bahan organik, warna dan bakteri. Selama operasi darifilter, kotoran yang masih terbawa pada air setelah mengalami proses penjernihan akan terlepas olehfilterdan terkumpul pada permukaan
Penyar