PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN DIMETIL ETER
DARI METANOL DENGAN KAPASITAS
250.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sidang Sarjana Teknik Kimia
Oleh :
ZULQARNAIN ALBAASITH
110425016
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA EKSTENSI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah S.W.T atas limpahan rahmat, ridho dan karunianya, sehingga Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul “υra Rancangan υabrik υembuatan Dimetil Eter Dari Metanol Dengan Kapasitas 250.000 Ton/Tahun.”
Pra rancangan pabrik ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan merupakan salah satu syarat untuk menempuh ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, Penulis banyak menerima bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Mhd. Hendra S.Ginting, ST, MT, selaku dosen pembimbing sekaligus Koordinator Tugas Akhir yang telah membimbing Penulis dengan penuh kesabaran serta memberi masukan sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.
2. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, ST. M.Si, selaku dosen penguji sekaligus Ketua Departmen Teknik Kimia yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingannya.
3. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT sebagai Sekretaris Departemen Teknik Kimia 4. Ibu Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan, M.T, selaku dosen penguji yang telah
banyak memberikan arahan dan bimbingannya.
5. Seluruh Staf Pengajar dan Pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan ilmu dan pengalaman yang sangat berharga kepada Penulis.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, Penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat berharap saran dan kritik dari pembaca yang bersifat konstruktif demi kesempurnaan penulis ini. Akhir kata, Semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua. Terimakasih.
Medan, Mei 2015
Penulis
DEDIKASI
INTI SARI
Pabrik Dimetil Eter ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 250.000 ton/tahun (31.565,6566 kg/jam) dan beropersi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat mengurangi ketergantungan Indonesia terhadap produk impor dan ditargetkan dapat mengekspor Dimetil Eter.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah hilir Kecamatan Bontang, Kalimantan Timur dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 9370 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 299 orang. Bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staff.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik dimetil eter, adalah: - Modal Investasi = Rp 2.928.271.486.278,- - Biaya Produksi Per Tahun = Rp 4.598.893.538.435,- - Hasil Jual Produk Per Tahun = Rp 5.968.750.006.494,- - Laba Bersih Per Tahun = Rp 1.369.856.468.058,- - Profit Margin (PM) = 23,07 %
- Break Even Point (BEP) = 16,82 % - Return Of Investment (ROI) = 32,91 % - Pay Out Time (POT) = 3,04 tahun - Return Of Network (RON) = 54,85 % - Internal Rate Of Return (IRR) = 64,34 %
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ... i
DEDIKASI ... ii
INTI SARI ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR LAMPIRAN ... xviii
BAB I PENDAHULUAN ... I-1 1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Penentuan Kapasitas Produksi ... I-2 1.3 Perumusan Masalah ... I-3 1.4 Tujuan Pra-rancangan Pabrik ... I-4 1.5 Manfaat Pra-rancangan Pabrik ... I-4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1 2.1. Dimetil Eter ... II-1 2.2. Sifat sifat Bahan Pendukung ... II-2 2.3. Proses Pembuatan Dimetil Eter ... II-3 2.4. Seleksi Pemilihan Proses ... II-4 2.5. Deskripsi Proses ... II-4
3.10. Condensor (CD-03) ... III-4 3.11. Splitter 2 (SP – 02) ... III-4 3.12. Reboiler (RB – 02) ... III-5 3.13. Cooler (C-01) ... III-5
BAB IV NERACA PANAS ... IV-1 Fired Heater (FH – 01) ... IV-1 Reaktor (R - 01) ... IV-1 Condensor (CD – 01) ... IV-1 Kolom Destilasi (KD – 01) ... IV-1 Condensor (CD – 02) ... IV-2 Reboiler (RB – 01) ... IV-2 Heater (H – 01) ... IV-2 Kolom Destilasi (KD – 02) ... IV-2 Condensor (CD – 03) ... IV-2 4.10. Reboiler (RB – 02) ... IV-3 4.11. Cooler (C – 01) ... IV-3
5.16. Pompa (P – 07) ... V-10 5.17. Tangki (T – 01) ... V-11 5.18. Tangki (T – 02) ... V-11 5.19. Heater (H – 01) ... V-12 5.20. Fired Heater (FH – 01) ... V-13 5.21. Accumulator (ACC – 01) ... V-13 5.22. Accumulator (ACC – 02) ... V-14
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1 6.1. Instrumentasi ... VI-1 6.2. Keselamatan Kerja Pada Pabrik Dimetil Eter ... VI-4 6.2.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan ... VI-4 6.2.2 Peralatan Perlindungan Diri ... VI-6 6.2.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik ... VI-6 6.2.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan ... VI-6 6.2.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis ... VI-8
BAB VII UTILITAS ... VII-1 7.1. Kebutuhan Uap (Steam) ... VII-1 7.2. Kebutuhan Air ... VII-2 7.3. Kebutuhan Bahan Kimia ... VII-9 7.4. Kebutuhan Listrik ... VII-9 7.5. Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-10 7.6. Unit Pengolahan Limbah ... VII-12 7.7. Spesifikasi Peralatan Utilitas ... VII-16
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1 8.1. Lokasi Pabrik ... VIII-1 8.2. Tata Letak Pabrik ... VIII-3 8.3. Perincian Luas Tanah ... VIII-6
9.5. Sistem Kerja ... IX-11 9.6. Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan ... IX-13 9.7. Status Karyawan dan Upah ... IX-14 9.8. Kesejahteraan Tenaga Kerja ... IX-16
BAB X ANALISA EKONOMI ... X-1 10.1. Modal Investasi ... X-1 10.2. Biaya Produksi Total (BPT)/Total Cost (TC) ... X-4 10.3. Total Penjualan ... X-5 10.4. Bonus Perusahaan ... X-5 10.5. Perkiraan Rugi/Laba Perusahaan ... X-5 10.6. Analisa Aspek Ekonomi ... X-5
BAB XI KESIMPULAN ... XI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
Gambar 7.1 Diagram alir Pembuatan Dimetil Eter ... II-7 Gambar 7.1 Diagram Alir Utilitas Pabrik Dimetil Eter ... VII-22 Gambar 8.1 Peta Lokasi Pabrik Dimetil Eter ... VIII-2 Gambar 9.1 Struktur Organisasi Pabrik PembuatanDimetil Eter Dengan
Gambar LC.14 Heater (H-01) ... LC-103 Gambar LC.15 Accumulator (ACC-01)... LC-109 Gambar LC.16 Accumulator (ACC-02)... LC-111 Gambar LD.1 Sketsa sebagian bar screen ... LD-2 Gambar LE.1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Strorage) dan
DAFTAR LAMPIRAN
INTI SARI
Pabrik Dimetil Eter ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 250.000 ton/tahun (31.565,6566 kg/jam) dan beropersi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini diharapkan dapat mengurangi ketergantungan Indonesia terhadap produk impor dan ditargetkan dapat mengekspor Dimetil Eter.
Lokasi pabrik yang direncanakan adalah di daerah hilir Kecamatan Bontang, Kalimantan Timur dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 9370 m2.
Tenaga kerja yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 299 orang. Bentuk organisasinya adalah organisasi garis dan staff.
Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik dimetil eter, adalah: - Modal Investasi = Rp 2.928.271.486.278,- - Biaya Produksi Per Tahun = Rp 4.598.893.538.435,- - Hasil Jual Produk Per Tahun = Rp 5.968.750.006.494,- - Laba Bersih Per Tahun = Rp 1.369.856.468.058,- - Profit Margin (PM) = 23,07 %
- Break Even Point (BEP) = 16,82 % - Return Of Investment (ROI) = 32,91 % - Pay Out Time (POT) = 3,04 tahun - Return Of Network (RON) = 54,85 % - Internal Rate Of Return (IRR) = 64,34 %
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Beberapa tahun belakangan ini, bumi mengalami perubahan iklim dan cuaca yang tidak menentu. Salah satu faktor yang menyebabkan hal ini adalah pencemaran lingkungan. Pencemaran lingkungan meningkat seiring dengan kenaikan jumlah penduduk, kualitas hidup manusia, guna memenuhi kebutuhan energi untuk aktivitas di sektor industri dan rumah tangga.
Salah satunya adalah pemanasan global yang sangat merugikan manusia. Pemanasan global sebagai dampak dari rusaknya lapisan ozon yang melapisi bumi dari sinar matahari. Chlorofluorocarbons (CFCs) merupakan salah satu dari sekian banyak senyawa kimia yang dapat merusak lapisan ozon. Dimethyl ether (DME) merupakan salah satu senyawa kimia yang dapat digunakan sebagai alternatif untuk menggantikan CFCs yang kurang ramah lingkungan. Salah satu dari sifat DME adalah mudah larut dalam air sehingga dengan sifat ini, DME akan mudah terdegradasi (hancur) di dalam lapisan troposfer sebelum mencapai lapisan ozon. (Moradi, 2006)
Kelebihan lain yang dimiliki dimethyl ether adalah kemampuannya untuk dapat diperbaharui karena synthesis gas yaitu campuran antara gas CO, CO2, dan
H2 yang dapat diproduksi dari senyawa biomasa selain dari gas alam (natural
gas).Dimetil eter tergolong bahan pengganti energi fosil yang dapat diperbaharui dan dapat digunakan untuk mesin diesel serta untuk kompor gas sebagai bahan bakar rumah tangga. Dimetil eter memiliki monostruktur kimia yang sederhana (CH3-O-CH3), berbentuk gas pada ambient temperature (suhu lingkungan) dan
dapat dicairkan seperti halnya Liquefied Petroleum Gas (LPG) sehingga infrastruktur untuk LPG dapat juga digunakan untuk dimetil eter. Dimetil eter juga dapat digunakan sebagai aerosol propellant (gas pendorong) cairan semprot seperti hairspray, deodoran, cat semprot dan sebagainya(Moradi, 2006).
Tabel 1.1 Data impor Dimetil Eter di Indonesia
Tahun Jumlah (Ton)
2007 46.995
2008 62.674
2009 81.755
2010 109.154
2011 145.654
2012 194.376
2013 281.354
2014 365.253
(Badan Pusat Statistik , 2007 - 2014 )
Dari data diatas dapat dilihat bahwa kebutuhan dimetil eter di Indonesia meningkat dari tahun ke tahun, sementara untuk memenuhi kebutuhan tersebut Indonesia masih mengimpor.
1.2 Penentuan kapasitas produksi
Dalam Pra rancangan pabrik dibutuhkan suatu prediksi kapasitas agar produksi yang dihasilkan dapat memenuhi kebutuhan, terutama kebutuhan dalam negeri. Pemilihan penentuan kapasitas ini didasari oleh kebutuhan impor dimetil eter setiap tahunnya yang ditunjukkan oleh tabel 1.1 data impor dimetil eter di Indonesia, dalam tabel dapat kita lihat bahwa peningkatan kebutuhan DME yang selalu meningkat 29,82% setiap tahunnya, maka berdasarkan data tersebut perkiraan kapasitas pabrik ditentukan dari nilai impor setiap tahun dengan menggunakan rumus:
F = P( 1 + i )n
( υerry’s, 2002)
Dimana : F = nilai impor tahun 2014 P = nilai impor tahun 2013
n = jumlah tahun (1)
Tabel 1.2 Data impor Dimetil Eter di Indonesia
Tahun Jumlah (Ton) % kenaikan impor
2007 46.995 -
2008 62.674 33,36
2009 81.755 30,50
2010 109.154 33,35
2011 145.654 33,34
2012 194.376 33,45
2013 281.354 44,74
2014 365.253 29,82
(Badan Pusat Statistik , 2007 - 2014 ), Diakses pada mei 2014
Dari nilai rata-rata kenaikan impor per tahun diperoleh sebesar 29,82 % F = P ( 1 + i )n
F(2015) = 365.253 ton ( 1 + 0,2982 )1
= 474.172 ton
Maka dapat diprediksikan nilai impor pada tahun 2015 adalah 474.172 ton. Berdasarkan perkiraan kebutuhan dimetil eter pada tahun 2014, maka pra rancangan pabrik ini akan dirancang berkapasitas 250.000 ton/tahun untuk memenuhi ± 50% dari kebutuhan impor.
1.3 Perumusan masalah
1.4 Tujuan Pra-rancangan Pabrik
Tujuan Pra rancangan Pabrik Pembuatan Dimetil eter dari metanol ini adalah untuk menerapkan disiplin Ilmu Teknik Kimia, khususnya dibidang rancang, proses dan operasi teknik kimia sehingga akan memberikan gambaran kelayakan pra-rancangan pendirian pabrik ini.
1.5 Manfaat Pra-rancangan Pabrik
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dimetil Eter
Dimetil Eter (DME) adalah senyawa eter yang paling sederhana dengan rumus kimia CH3OCH3. Dikenal juga sebagai methyl ether atau wood ether. Jika
DME dioksidasi yang terjadi adalah dekomposisi menjadi bentuk metanol dan formaldehid. DME termasuk bahan kimia tidak beracun, senyawa yang tidak mengandung unsur Sulfur (S) dan Nitrogen (N), sehingga memungkinkan emisi SOx, NOx, particulate matter yang jauh lebih rendah dari solar. DME tidak bersifat korosif terhadap logam (Mayers, 1982). Sifat-sifat dimetil eter disajikan pada tabel 2.1 dibawah ini
Tabel 2.1 Sifat-sifat fisik Dimetil Eter
Sifat Fisik Nilai
Rumus molekul CH3OCH3
Berat molekul 56,069 kg/kmol
Titik beku -138,5°C
Titik didih (pada 760 mmHg) -24,7°C
Densitas (pada 20°C) 677 kg/mol
Indeks bias, pada (-42,5°C) 1,3441
Specific gravity cairan 0,661 (pada 20°C) Flash point (pada wadah tertutup) -42°F
Panas pembakaran 347,6 kkal/mol
Panas spesifik (pada -27,68°C) 0,5351 kkal/mol
Panas pembentukan (gas) -44,3 kal/g
Panas laten (gas), (pada -24,68°C) 111,64 kal/g Kelarutan dalam air (pada 1atm) 34 %berat
Kelarutan air dalam DME (1 atm) 7 %berat
Fase, 25°C, 1 atm Gas
Temperatur kritis 400 K
Tekanan kritis 53,7 bar abs
Sifat kimia dimetil eter :
1. Dimetil eter bereaksi dengan karbon monoksida dan air menjadi asam dengan katalisator : CH3OCH3 + H2τ + Cτ → 2CH3COOH
2. Bereaksi dengan sulfur trioksida membentuk dimetil sulfat : CH3OCH3 + SO3→ (CH3)2SO4
3. Dengan hidrogen sulfit dengan bantuan katalisator tungsten sulfit membentuk dimetil sulfit : CH3OCH3 + H2S → CH3–S–CH3 + H2O
4. Dengan reaksi oksidasi dimetil eter akan menghasilkan formaldehid : CH3OCH3 + O2→ 2CH2O + H2O
(Ketta, 1990)
2.2 Sifat - sifat bahan pendukung
2.2.1 Metanol sifat – sifat
1. Rumus molekul : CH3OH
2. Berat molekul : 32,042 gr/mol 3. Titik leleh : -97oC
4. Specific gravity : 64,7oC
5. Densitas : 0,7918 x 103 kg/m3
6. Cp : 44,06 J/mol-K
7. ∆fHo gas : -201 kJ/mol
8. So gas : 239,9 J/mol-K
9. Viskositas : 0,59 mPa.s pada 20oC 10.Merupakan cairan yang tidak berwarna
11.Larut dalam air, alkohol dan eter (perry, 1999)
2.2.2 katalisator Sifat-sifat
1. Jenis : Alumina silicat (zeolit) 2. Bentuk : silinder
3. Ukuran : 1/16 in x 3/16 in 4. Density : 0.78 kg/m3
2.3 Proses pembuatan dimetil ester
Dimetil eter (DME) merupakan senyawa eter paling sederhana. Senyawa eter adalah senyawa karbon dengan rumus molekul CnH2n+2O, dan rumus molekul
DME adalah (CH3)2O dengan berat molekul 46,069 (Perry, 2002).
Dimetil Eter dapat diperoleh melalui dua cara, yaitu melalui proses langsung dan proses tidak langsung. Melalui proses tidak langsung, metanol disintesis terlebih dahulu, diikuti dengan reaksi dehidrasi metanol, dan pada reaktor terpisah dimetil eter akan disintesis. Pada proses pembentukan langsung, gas sintetis (H2 & CO) disintesis menjadi dimetil eter. Proses reaksi dimetil eter
langsung merupakan hasil sintesa metanol dari gas sintetis dan dehidrasi metanol yang terproses dalam reaktor yang sama.
Persamaan Reaksi Kimia :
2 CH3OH CH3OCH3 + H2O
( υerry’s, 2002) Methanol (CH3OH) bila dipanaskan pada suhu 250oC dengan tekanan 12
atm dan dengan adanya bantuan katalis berupa alumina silica (AL2O3.SiO2) maka
akan menghasilkan dimetil eter dan air sebagai produk samping. Reaksi ini bisa disebut juga dengan dehidrasi metanol.
Tabel 2.2 Keuntungan dan kerugian proses pembuatan dimetil eter dari metanol
Proses Keuntungan Kerugian
Proses langsung
- Prosesnya sederhana, peralatan yang digunakan sedikit.
-Konversinya tinggi, rata-rata lebih dari 90%.
-Suhu operasi cukup tinggi (250oC)
Proses tidak langsung
- Suhu dan tekanan operasi reaktor relatif rendah.
- Peralatan yang digunakan lebih banyak.
- Menggunaakan asam sulfat yang berfsifat korosif sehingga diperlukan peralatan dengan bahan konstruksi yang tahan terhadap korosi yang harganya lebih mahal.
- Konversinya rendah, yaitu : 45%
2.4 Seleksi Pemilihan Proses
Pada pra rancangan pabrik pembuatan Dimetil Eter, proses yang dipilih adalah proses Langsung. Proses ini dipilih dengan pertimbangan :
- Jumlah Dimetil eter yang dihasilkan lebih besar
- Merupakan proses yang efisien untuk mengubah metanol menjadi dimetil eter - Jumlah peralatan yang digunakan dapat lebih sedikit
- Secara komersial dan ekonomis dapat bersaing dengan proses lain.
2.5 Deskripsi Proses
1. Tahap Persiapan Bahan Baku
Tahap persiapan bahan baku dimaksudkan untuk memanaskan metanol sampai suhu 250oC dan merubah fasenya dari fase cair menjadi gas untuk mempermudah terjadinya reaksi. Metanol dengan kadar 99,85 % dari Pabrik PT. Kaltim Metanol Industri dialirkan ke tangki (T-01). Umpan metanol di tangki pengumpan dipompakan dengan pompa menuju Fired Heater (FH-01) untuk dilakukan pemanasan hingga metanol mencapai suhu 250oC dan tekanannya mencapai 11 atm, metanol yang telah mencapai suhu 250oC dan telah berubah fase dari fase cair menjadi fase gas lalu diumpankan ke dalam reaktor dengan menggunakan kompresor K-01 untuk meningkatkan tekanan sampai 12 atm .
2. Tahap pembentukan produk
Tahap pembentukan produk dimaksudkan untuk mereaksikan dehidrasi metanol dengan katalis zeolit asam membentuk dimetil eter (DME) dan air. Reaksi dijalankan pada reaktor fixed bed (R-01) dengan kondisi operasi temperatur 250oC. Uap metanol mengalir secara kontinu ke reaktor fixed bed yang berisi katalis alumina silica (zeolit) untuk bereaksi menjadi dimetil eter (DME) dan H2O dengan konversi tertinggi 90%.
3. Tahap Pemurnian Produk dan Recovery Reaktan
Tahap pemurnian produk dilakukan untuk memisahkan dimetil eter (DME) dari H2O dan sisa metanol yang tidak bereaksi agar diperoleh dimetil eter (DME)
dikondensasikan dengan suhu mencapai 70oC dan tekanan 8 atm dialirkan ke kolom destilasi (KD-01) untuk memisahkan dimetil eter dari metanol dan air. Produk hasil atas (distilat) menara destilasi pertama berupa dimetil eter (DME) yang dikondensasikan pada condensor (CD-01) dengan suhu titik embunnya yaitu 42oC pada tekanan 8 atm kemudian ditampung pada akumulator (AC-01). Sebagian dimetil eter dikembalikan pada menara destilasi pertama dan sebagian lainnya ditampung pada tangki (T-02) penyimpanan dimetil eter (DME) dengan kemurnian 99,85%. Produk bawah (residu) kolom destilasi (KD-01) berupa campuran air dan methanol dan sisa dimetil eter yang kemudian dikembalikan lagi ke (KD-01) dengan memanaskannya kembali pada suhu titik didihnya yaitu 159
oC 8 atm. Produk dari reboiler yaitu metanol dan air diumpankan ke kolom
BAB III
NERACA MASSA
Hasil perhitungan neraca massa pada proses pembuatan dimetil eter dari metanol adalah sebagai berikut
Kapasitas produksi : 250.000 ton/tahun Waktu operasi : 330 hari/tahun Basis perhitungan : 1 jam operasi Satuan operasi : kg/jam
[image:30.595.172.459.519.649.2]3.1 Fired Heater (FH-01)
Tabel 3.1 Neraca massa total Fired Heater (FH - 01)
Komponen Masuk Keluar
Alur 1 (kg/jam) Alur 2 (kg/jam)
CH3OH 54.300,5297 54.300,5297
H2O 81,5732 81,5732
TOTAL 54.382,1029 54.382,1029
3.2 Reaktor (R-01)
Tabel 3.2 Neraca massa total Reaktor (R - 01)
Komponen Masuk Keluar
Alur 2 (kg/jam) Alur 3 (kg/jam)
CH3OH 54.300,5297 5430,0530
H2O 81,5732 13.826,3947
CH3OCH3 - 35.125,6552
3.3 Condensor (CD-01)
Tabel 3.3 Neraca massa total Condensor (CD - 01)
3.4 Kolom Destilasi (KD – 01)
Tabel 3.4 Neraca massa total Kolom Destilasi (KD - 01)
Komponen Masuk
Keluar
Top Bottom
Alur 4 (kg/jam) Alur 5 (kg/jam) Alur 10 (kg/jam)
CH3OH 5430,0530 8,1451 5421,9079
H2O 13.826,3947 20,7396 13.805,6552
CH3OCH3 35.125,6552 35072.9667 52,6885
TOTAL 54.382,1029 35.101,8514 19.280,2515 54.382,1029
3.5 Condensor (CD-02)
Tabel 3.5 Neraca massa total Condensor (CD - 02)
Komponen Masuk Keluar
Alur 3 (kg/jam) Alur 4 (kg/jam)
CH3OH 5430,0530 5430,0530
H2O 13.826,3947 13.826,3947
CH3OCH3 35.125,6552 35.125,6552
TOTAL 54.382,1029 54.382,1029
Komponen Masuk Keluar
Alur 5 (kg/jam) Alur 6 (kg/jam) CH3OCH3 35.072,9667 35.072,9667
CH3OH 8,1451 8,1451
H2O 20,7396 20,7396
3.6 Splitter (SP – 01)
Tabel 3.6 Neraca massa total Splitter (SP - 01)
Komponen Masuk
Keluar
Refluks Uap
Alur 7 (kg/jam) Alur 9 (kg/jam) Alur 8 (kg/jam) CH3OCH3 35.072,9667 3.533,6014 31.539,3653
CH3OH 8,1451 0,8206 7,3245
H2O 20,7396 2,0895 18,6501
TOTAL 35.101,8514 3.536,5115 31.565,3398 35.101,8514
3.7 Reboiler (RB – 01)
Tabel 3.7 Neraca massa total Reboiler (RB - 01)
Komponen Masuk
Keluar
Refluks Bottom
Alur 10 (kg/jam) Alur 11 (kg/jam) Alur 12 (kg/jam)
CH3OCH3 62,3676 0,0147 62,3530
CH3OH 6.417,9415 1,5113 6.416,4302
H2O 16.341,8281 3,8481 16.337,9800
TOTAL 22.822,1373 5,3741 22.816,7632
22.822,1373
3.8 Heater (H-01)
Tabel 3.8 Neraca massa total Heater (H - 01)
Komponen Masuk Keluar
Alur 12 (kg/jam) Alur 13 (kg/jam)
CH3OCH3 62,3530 62,3530
CH3OH 6.416,4302 6.416,4302
H2O 16.337,9800 16.337,9800
3.9 Kolom Destilasi 2 (KD – 02)
Tabel 3.9 Neraca massa total Kolom Destilasi (KD - 02)
Komponen Masuk
Keluar
Top Bottom
Alur 13 (kg/jam) Alur 14 (kg/jam) Alur 19 (kg/jam)
CH3OCH3 62,3530 62,2594 0,0935
CH3OH 6.416,4302 6.406,8056 9,6246
H2O 16.337,9800 24,5070 1.6313,4731
TOTAL 22.816,7632 6.493,5720 1.6323,1912
22.816,7632
3.10 Condensor 3 (CD-03)
Tabel 3.10 Neraca massa total Condensor (CD - 02)
3.11 Splitter (SP – 02)
Tabel 3.11 Neraca massa total Splitter (SP - 02)
Komponen Masuk
Keluar
Refluks Uap
Alur 16 (kg/jam) Alur 18 (kg/jam) Alur 17 (kg/jam)
CH3OCH3 62,2594 0,6226 61,6368
CH3OH 6406,8056 64,0681 6342,7375
H2O 24,5070 0,2451 24,2619
TOTAL 6493,5720
64,9357 6428,6362
6493,5720
Komponen Masuk Keluar
Alur 14 (kg/jam) Alur 15 (kg/jam)
CH3OH 6.406,8056 6.406,8056
H2O 24,5070 24,5070
CH3OCH3 62,2594 62,2594
3.12 Reboiler (RB – 02)
Tabel 3.12 Neraca massa total Reboiler (RB - 02)
Komponen Masuk
Keluar
Refluks Bottom
Alur 19 (kg/jam) Alur 20 (kg/jam) Alur 21 (kg/jam)
CH3OCH3 0,0940 0,0001 0,0939
CH3OH 9,6742 0,0112 9,6629
H2O 16.397,4202 19,0501 16.378,3701
TOTAL 16.407,1884 19,0615 16.388,1269
16.407,1884
3.13 Cooler (C-01)
Tabel 3.13 Neraca massa total Cooler (C - 01)
Komponen Masuk Keluar
Alur 21 (kg/jam) Alur 22 (kg/jam)
CH3OCH3 0,0939 0,0939
CH3OH 9,6629 9,6629
H2O 16.378,3701 16.378,3701
NERACA PANAS
Hasil perhitungan neraca panas pada proses pembuatan dimetil eter dari metanol adalah sebagai berikut :
Kapasitas produksi : 250.000 ton/tahun Waktu operasi : 330 hari/tahun Basis perhitungan : 1 jam operasi Satuan operasi : kJ/jam
Basis temperatur : 25 oC (298 oK)
4.1 Fired Heater (FH – 01)
Tabel 4.1 Neraca panas fired heater (FH – 01)
Komponen Masuk Keluar
Q1 (kJ/jam) Qin (kJ/jam) Q2 (kJ/jam)
CH3OH 688.921,1957 19.353.587,46 20.009.124,79
H2O 1.698,0261 - 35.081,8945
Sub Total 690.619,2218 19.353.587,46 20.044.206,68
TOTAL 20.044.206,68 20.044.206,68
4.2Reaktor (R – 01)
Tabel 4.2 Neraca panas reaktor (R – 01)
Komponen Masuk Keluar
Q2 (kJ/jam) Qcw (kJ/jam) Q3 (kJ/jam) Qreaksi
CH3OH 20.009.124,79 - 2.018.039,619 -157,5406
H2O 35.081,8945 - 5.991.110,555 -
CH3OCH3 - - 15.034.926,72 -
Airpendingin - 2.999.712,668 - -
Sub Total 20.044.206,68 2.999.712,668 23.044.076,89 -157,5406
TOTAL 23.043.919,35 23.043.919,35
Tabel 4.3 Neraca panas condensor (CD - 01)
Komponen Masuk Keluar
Q3 (kJ/jam) Q4 (kJ/jam)
CH3OH 2.018.039,619 652.367,806
H2O 15.034.926,72 4.347.210,308
CH3OCH3 5.991.110,555 2.604.371,594
Air pendingin - 15.440.127,19
TOTAL 23.044.076,89 23.044.076,89
4.4Kolom Destilasi (KD – 01)
Tabel 4.4 Neraca panas kolom destilasi (KD-01)
Komponen Masuk Keluar
Q4 (kJ/jam) Q5 (kJ/jam) Q10 (kJ/jam) Q9 (kJ/jam)
CH3OH 652.367,806 9.498,4597 771.052,9587 1147,90665
H2O 2.604.371,594 48.592,3316 3.078.184,43 7.281.683,571
CH3OCH3 4.347.210,308 2.567.605,6138 36.882,5107 2.666,6249
QRB 7.288.164,727
Sub Total 14.892.114,4300 3.717.829,808 3.886.119,899 7.288.164,727
TOTAL 14.892.114,4300 14.892.114,4300
4.5Condensor (CD – 02)
Tabel 4.5 Neraca panas condensor (CD - 02)
Komponen Masuk Keluar
Q5 (kJ/jam) Q6 (kJ/jam)
CH3OH 9.498,4597 356,0577
H2O 48.592,3316 1.470,4398
CH3OCH3 2.567.605,6138 1.571.190,781
Air pendingin - 1.052.679,127
TOTAL 2.625.696,4051 2.625.696,4051
Tabel 4.6 Neraca panas reboiler (RB – 01)
Komponen Masuk Keluar
Q10 (kJ/jam) Q11 (kJ/jam) Q12 (kJ/jam)
CH3OH 771.052,9587 309,1829 2.843.003,771
H2O 3.078.184,43 9.666,3667 9.282.382,231
CH3OCH3 36.882,5107 3,4543 57.012,0848
Steam 8.306.257,191 - -
TOTAL 12.192.377,09 12.192.377,09
4.7Heater (H – 01)
Tabel 4.6 Neraca panas heater (H-01)
Komponen Masuk Keluar
Q12 (kJ/jam) Q13 (kJ/jam)
CH3OH 2.843.003,771 3.031.722,325
CH3OCH3 27.855,1658 29.570,9309
H2O 9.282.382,231 9.709.985,76
Steam 618.037,8477 -
TOTAL 12.771.279,02 12.771.279,02
4.8Kolom destilasi 2 (KD – 02)
Tabel 4.8 Neraca panas kolom destilasi (KD-02)
Komponen Masuk Keluar
Q13 (kJ/jam) Q14 (kJ/jam) Q19 (kJ/jam) Q18 (kJ/jam)
CH3OH 3.031.722,325 2.437.518,245 15.233,8579 700.707,8316
H2O 9.709.985,76 6.489,7107 9.745.312,25 10.002,31245
CH3OCH3 29.570,9309 15.375,2629 88,5451 2.067,8006
QRB 712.777,9446 - - -
Sub Total 13.484.056,96 3.010.644,367 9.760.634,653 712.777,9446
TOTAL 13.484.056,96 13.484.056,96
Tabel 4.7 Neraca panas condensor (CD – 03)
Komponen Masuk Keluar
Q14 (kJ/jam) Q15 (kJ/jam)
CH3OH 8.437.518,245 2.189.710,455
CH3OCH3 15.375,2629 21.743,9566
H2O 6.489,7107 11.486,3611
Air pendingin - 6.236.442,446
TOTAL 8.404.157,215 8.404.157,215
4.10 Reboiler (RB – 02)
Tabel 4.8 Neraca panas reboiler (RB – 02)
Komponen Masuk Keluar
Q19 (kJ/jam) Q20 (kJ/jam) Q21 (kJ/jam)
CH3OH 15.233,8579 2,6456 15.826,2401
CH3OCH3 88,5451 0,0296 93,8803
H2O 9.745.312,25 5.484,6793 10.596.948,16
Steam 857.720,9806 - -
TOTAL 10.618.355,63 10.618.355,63
4.11 Cooler (C - 01)
Tabel 4.9 Neraca panas cooler (C - 01)
Komponen Masuk Keluar
Q21 (kJ/jam) Q22 (kJ/jam)
CH3OH 5.175,7549 122,5955
CH3OCH3 49,9709 1,2178
H2O 10.596.948,16 340.932,0048
Air pendingin - 10.261.118,07
TOTAL 10.602.173,88 10.602.173,88
Hasil perhitungan spesifikasi peralatan pada proses pembuatan dimetil eter dari metanol adalah sebagai berikut :
5.1. Reaktor (R-01)
Tabel 5.1 Spesifikasi Reaktor (R-01)
IDENTIFIKASI
Nama Alat Reaktor
Kode Alat R – 01
Jumlah 1 buah
Operasi Kontinyu
Fungsi Mereaksikan bahan baku metanol secara
dehidrasi untuk menghasilkan Dimetil Eter
DATA DESAIN
Type Multitubular Fixed Bed
Temperatur Operasi : 250 oC
Tekanan Operasi : 12 atm
Diameter Reaktor : 1,3501 m
Tinggi Reaktor : 3,7518 m
Tebal Dinding Reaktor : 0,0105 m
Tube Shell
OD = 0,0422 m ID = 0,0351 m
Ds = 1,9037 m
Bahan Konstruksi Stainless Steel
5.2. Kolom Destilasi (KD - 01)
Tabel 5.2 Spesifikasi Kolom Destilasi (KD - 01)
IDENTIFIKASI
Nama Alat Kolom destilasi -01
Alat Kode KD-01
Jenis Tray Column
Operasi Kontinyu
Fungsi Tempat memisahkan Dimetil Eter dari
campuran Air dan Metanol
DATA DESAIN
Top Bottom
Tekanan 8 atm 8 atm
Temperatur 42 OC 159 OC
KOLOM
Top Bottom
Diameter 1,5180 m 1,4675 m
Tray spacing 0,3 m 0,3 m
Jumlah tray 16 buah 2 buah
Tebal 0,0277 m 0,0204 m
Material Carbon steel
PELAT
Top Bottom
Downcomer area 0,2171 m2 0,0006 m2
Active area 1,3747 m2 1,2848 m2
Hole Diameter 5 mm 5 mm
Hole area 0,0188 m2 0,0004 m2
Perforated Area 1,1607 m2 0,0005 m2
Jumlah Hole 7005 19
OD 1,5734 m 0,7934 m
Analog spesifikasi alat dapat dilihat pada KD-01 dan KD-02, sehingga diperoleh :
MD Bahan
konstruksi
Diameter kolom bawah (m)
Diameter kolom atas (m)
Tinggi kolom (m)
Efisiensi Tray (%)
Tabel 5.3 Spesifikasi Condensor (CD-01)
IDENTIFIKASI
Nama Alat Condensor
Kode Alat CD-01
Jumlah 1
Operasi Kontinu
Fungsi Menurunkan temperatur produk R-01
DATA DESIGN
Tipe Double Pipe Heat Exchanger
Bahan Konstruksi Carbon steel
Inner Side Annulus Side
ho = 106.766,4392 h outside hio = 490.273,0108 UC
UD
Rd Calculated Rd Required
= = = =
288,45 90 0,0076 0,0020
3,533 psi Calculated Δυ, υsi 0,009 psi
5.4. Condensor (CD-02)
Tabel 5.4 Spesifikasi Condenser(CD – 02)
IDENTIFIKASI
Nama Alat Condensor
Kode Alat CD-02
Jumlah 1 buah
Operasi Kontinyu
Fungsi Mengkondensasikan produk keluaran KD-101
DATA DESIGN
Tipe Shell and Tube Heat Exchanger
Bahan Konstruksi Carbon steel
Jumlah = 51 ID 39 in
Panjang = 17 ft Pass 1
OD, ID = 1 in, 0,87 in Δυ 0,1102 Psi
BWG = 16
Pitch = 1,25- in, Triangular
ΔP = 0,0003 Psi
Pass = 4
5.5. Condensor (CD-03)
Tabel 5.5 Spesifikasi Condensor (CD – 03)
IDENTIFIKASI
Nama alat Kode alat Jumlah Operasi Fungsi
Condensor CD-03 1 buah Kontinyu
Mengkondensasikan produk top KD-102
DATA DESAIN
Tipe
Jumlah harpin Panjang
Actual Design Coefficient, Ud
Clean Overall Coefficient, Uc
Double Pipe Heat Exchanger 6 buah
20 ft
302,9295 Btu/hr.ft2.oF 768,5813 Btu/hr.ft2.oF
ANNULUS INNER PIPE
ID = 4,026 in OD = 4,5 in ΔPa = 4,6255 psi
ID = 3,068 in OD = 3,5 in ΔυP = 2,3854 psi
Dirt factor : 0,0022 Bahan konstruksi : Carbon Steel
IDENTIFIKASI
Nama Alat Reboiler
Kode Alat RB - 01
Jumlah 1
Operasi Kontinyu
Fungsi Menguapkan kembali bottom product KD -01
DATA DESIGN
Tipe Kettle Reboiler
Bahan Konstruksi Carbon steel
SUMMARY
hio = 119,9255 h outside ho = 44,4602
UC = 85,6763
UD = 16,1053
Rd Required = 0,0504
0,3603 psi Calculated Δυ, υsi 0,0006 psi
5.7. Reboiler (RB-02)
Tabel 5.7 Spesifikasi Reboiler (RB-02)
IDENTIFIKASI
Nama alat Kode alat Jumlah Operasi Fungsi
Reboiler-02 RB-02 1 buah Kontinyu
Menguapkan kembali keluaran bottom KD-02. DATA DESAIN
Tipe
Jumlah harpain Panjang
Kettle Reboiler 84 buah
20 ft
ANNULUS INNER PIPE
ID = 2,067 in OD = 2,38 in
SUMMARY
hio = 267,8311 h outside ho = 171,4960
UC = 104,5507
UD = 308,1242
Rd Calculated = 0,0063
Rd Required = 0,0030
12,2588 psi Calculated Δυ, υsi 1,4144 psi
5.8. Cooler (C-01)
Tabel 5.8 Spesifikasi Cooler (C-01)
IDENTIFIKASI
Nama Alat Cooler
Kode Alat C-01
Jumlah 1
Operasi Kontinu
Fungsi Menurunkan temperatur produk reboiler-02
DATA DESIGN
Tipe Double Pipe Heat Exchanger
Bahan Konstruksi Carbon steel
Inner Side Annulus Side
ho = 106.766,4329 h outside hio = 490,273,0108
UC = 255.954,1920
UD = 499,0252
Rd Calculated = 0,0019
Rd Required = 0,0020
9,4606 psi Calculated Δυ, υsi 2,4396 psi
Tabel 5.9 Spesifikasi Kompresor (K-01)
IDENTIFIKASI
Nama Alat Kompresor
Kode Alat K - 01
Jumlah 1 buah
Operasi Kontinu
Fungsi Mengalirkan dan menaikan tekanan feed
sebelum masuk R-01
DATA DESAIN
Tipe Centrifugal kompresor
Kapasitas 40,42447 ft3/menit
Tekanan Input 10 atm
Tekanan Output 12 atm
Gas Horse Power 242 Hp
Bahan Konstruksi Carbon Steel
5.10. Pompa (P-01)
Tabel 5.10 Spesifikasi Pompa (P-01)
IDENTIFIKASI
Nama Alat Pompa
Kode Alat P-01
Jumlah 2 buah ( 1 cadangan )
Operasi Kontinyu
Fungsi Untuk mengalirkan bottom produk
absorber menuju KD-01
DATA DESAIN
Tipe Centrifugal
Kapasitas 906,36838 kg/menit
Effisiensi pompa 80 %
Power 0,5 Hp
5.11. Pompa (P-02)
Tabel 5.11 Spesifikasi Pompa (P-02)
IDENTIFIKASI
Nama Alat Pompa
Kode Alat P-02
Jumlah 2 buah
Operasi Kontinu
DATA DESAIN
Tipe Centrifugal
Kapasitas 906,36838 kg/menit
Effisiensi pompa 80 %
Power 0,5 Hp
Bahan Konstruksi Commercial Steel
5.12. Pompa (P-03)
Tabel 5.12 Spesifikasi Pompa (P-03)
IDENTIFIKASI
Nama Alat Pompa
Kode Alat P-03
Jumlah 2 buah
Operasi Kontinu
DATA DESAIN
Tipe Centrifugal
Kapasitas 526,0943 kg/menit
Effisiensi pompa 80 %
Power 0,3 Hp
Bahan Konstruksi Commercial Steel
5.13. Pompa (P-04)
Tabel 5.13 Spesifikasi Pompa (P-04)
IDENTIFIKASI
Kode Alat P-04
Jumlah 2 buah
Operasi Kontinu
DATA DESAIN
Tipe Centrifugal
Kapasitas 380,3666 kg/menit
Effisiensi pompa 80 %
Power 0,2 Hp
Bahan Konstruksi Commercial Steel
5.14. Pompa (P-05)
Tabel 5.14 Spesifikasi Pompa (P-05)
IDENTIFIKASI
Nama Alat Pompa
Kode Alat P-05
Jumlah 2 buah
Operasi Kontinu
DATA DESAIN
Tipe Centrifugal
Kapasitas 380,2666 kg/menit
Effisiensi pompa 80 %
Power 0,2 Hp
Bahan Konstruksi Commercial Steel
5.15. Pompa (P-06)
Tabel 5.15 Spesifikasi Pompa (P-06)
IDENTIFIKASI
Kode Alat P-05
Jumlah 2 buah
Operasi Kontinu
DATA DESAIN
Tipe Centrifugal
Kapasitas 273,45 kg/menit
Effisiensi pompa 80 %
Power 0,2 Hp
Bahan Konstruksi Commercial Steel
[image:48.595.106.507.71.568.2]5.16. Pompa (P-07)
Tabel 5.16 Spesifikasi Pompa (P-07)
IDENTIFIKASI
Nama Alat Pompa
Kode Alat P-05
Jumlah 2 buah
Operasi Kontinu
DATA DESAIN
Tipe Centrifugal
Kapasitas 107,1333 kg/menit
Effisiensi pompa 80 %
Power 0,2 Hp
Bahan Konstruksi Commercial Steel
5.17. Tanki (T-01)
Tabel 5.17 Spesifikasi Tanki (T-01)
Nama Alat Tanki CH3OH
Alat Kode T-01
Jumlah 1 buah
Fungsi menyimpan CH3OH untuk kebutuhan 15 hari DATA DESIGN
Tipe Silinder vertical dengan tutup ellipsoidal Temperature design 30 oC
Tekanan design 1 atm
DATA MEKANIK
Tinggi = 42,7239 m
Diameter = 28,4826 m
Tebal = 0,0868 m
Bahan konstruksi Carbon steel
[image:49.595.107.506.81.386.2]5.18. Tanki (T-02)
Tabel 5.18 Spesifikasi Tanki (T-02)
IDENTIFIKASI
Nama Alat Tanki CH3OCH3
Alat Kode T-02
Jumlah 1 buah
Fungsi Menyimpan CH3OCH3 untuk kebutuhan 30 hari DATA DESIGN
Tipe Silinder vertical dengan tutup ellipsoidal Temperatur design 30 oC
Tekanan design 9,2 atm
DATA MEKANIK
Tinggi = 29,6465 m
Diameter = 20,6304 m
Tebal = 0,03180 m
5.19. Heater (H-01)
Tabel 5.19 Spesifikasi Heater (H-01)
IDENTIFIKASI
Nama Alat Heater
Kode Alat H-01
Jumlah 1
Operasi Kontinu
Fungsi Menaikkan temperatur Bottom KD - 02
DATA DESIGN
Tipe Shell and Tube Heat Exchanger
Bahan Konstruksi Carbon steel
Tube Side Shell Side
Jumlah : 368 ID : 13,25 Panjang : 14 ft Baffle : 2,65 OD, ID : 1 in, Pass : 2 BWG : 16
Pitch : 1,25 in, Triangular
SUMMARY
ho = 164,854 h outside hio = 114,4419
UC = 67,5501
UD = 49,9189
Rd Calculated = 0,0052
Rd Required = 0,003
0,1263 psi Calculated Δυ, υsi 0,2021 psi
5.20 Fired Heater (FH-01)
Tabel 5.20 Spesifikasi Fired Heater (FH-01)
Nama Alat Fired Heater
Kode Alat FH-01
Jumlah 1
Operasi Kontinu
Fungsi Merubah fasa metanol yang berfasa cair
menjadi fasa gas
DATA DESIGN
Tipe Two Radiant Chamber
Bahan Refractory Alumina
Spesifikasi Tube Spesifikasi Convective Tube
Jumlah : 14 ID : 5 in
Panjang : 195 m OD : 15 cm
OD, ID : 15 in, 5in Exposed lenght : 16 m Exposed length : 16 Center to center : 30 cm Center to center : 29,845 cm Keliling 44 cm
Radiant Section Tube Arrangement Convection Tube Surface Area Jumlah tube :154 tube Tinggi 4,77 m
Shield Area : 5 m : 15 tue Baris 1 : 15 tube
Ceiling Area : 7 Baris 2 : 14 tube
Reight & left Area : 3 m Jumlah 1 section : 29 tube
Wal Height : 7 m 1 chamber : 47 tube
5.21. Accumulator (ACC - 01)
Tabel 5.21 Spesifikasi Accumolator
IDENTIFIKASI
Nama Alat Accumulator
Alat Kode ACC - 01
Jumlah 1 buah
Fungsi Tempat menampung kondensat yang keluar
dari CD - 02
Tipe Silinder horizontal
Temperature design 42 oC
Tekanan design 8 atm
Kapasitas 8,1275 m3
DATA MEKANIK
Panjang 2,6736 m
Diameter 1,3368 m
Tebal 0,0071 m
Bahan konstruksi Carbon steel
[image:52.595.107.508.89.309.2]5.22. Accumulator (ACC - 02)
Tabel 5.22 Spesifikasi Accumulator
IDENTIFIKASI
Nama Alat Accumulator
Alat Kode ACC - 02
Jumlah 1 buah
Fungsi Tempat menampung kondensat yang keluar dari
CD - 03
DATA DESIGN
Tipe Silinder horizontal
Temperature design 136 oC
Tekanan design 9,2 atm
Kapasitas 1,5035 m3
DATA MEKANIK
Panjang 1,5646 m
Diameter 0,7823 m
Tebal 0,0049 m
BAB VI
INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
6.1 Instrumentasi
peralatan proses dengan tujuan agar sarjana teknik dapat memantau dan mengontrol kondisi di lapangan. Dengan adanya instrumentasi ini pula, para sarjana teknik dapat segera melakukan tindakan apabila terjadi kejanggalan dalam proses. Namun pada dasarnya, tujuan pengendalian tersebut adalah agar kondisi proses di pabrik mencapai tingkat kesalahan (error) yang paling minimum sehingga produk dapat dihasilkan secara optimal (Considine, 1985).
Fungsi instrumentasi adalah sebagai pengontrol (controller), penunjuk (indicator), pencatat (recorder), dan pemberi tanda bahaya (alarm). Instrumentasi 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 peralatan (kontrol otomatis) (Timmerhaus, 2004).
Variabel-variabel proses yang biasanya dikontrol/diukur oleh instrumen adalah : 1. Variabel utama, seperti temperatur, tekanan, laju alir, dan level cairan.
2. Variabel tambahan, seperti densitas, viskositas, panas spesifik, konduktivitas, pH, humiditas, titik embun, komposisi kimia, kandungan kelembaban, dan variabel lainnya (Considine,1985).
Pada dasarnya sistem pengendalian terdiri dari:
1. Sensing Element / Elemen Perasa (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.
3. Elemen pengontrol (controlling 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.
(Considine,1985)
Gambar : diagram balok sistem pengendalian otomatis
(george, 1993)
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam instrumen-instrumen adalah: 1. Range yang diperlukan untuk pengukuran
2. Level instrumentasi
3. Ketelitian yang dibutuhkan 4. Bahan konstruksinya
5. Pengaruh pemasangan instrumentasi pada kondisi proses
(Timmerhaus,2004) Instrumentasi yang umum digunakan dalam pabrik adalah :
1. Untuk variabel temperatur
- Temperature Controller (TC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati temperatur suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.
- Temperature Indicator Controller (TI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati temperatur dari suatu alat.
2. Untuk variabel tinggi permukaan cairan
LOAD
Contolled
Measured variable
Transmitter Sensing Element Manipulated variable
Error
Set Point
Controller
Controller variable
+
+ -
- Level Controller (LC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati ketinggian cairan dalam suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.
- Level Indicator Controller (LI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati ketinggian cairan dalam suatu alat.
3. Untuk variabel tekanan
- Pressure Controller (PC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati tekanan operasi suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.
- Pressure Indicator (PI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati tekanan operasi suatu alat.
4. Untuk variabel aliran cairan
- Flow Controller (FC) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati laju alir larutan atau cairan yang melalui suatu alat dan bila terjadi perubahan dapat melakukan pengendalian.
- Flow Indicator Controller (FI) adalah instrumentasi yang digunakan untuk mengamati laju aliran atau cairan suatu alat.
Instrumentasi yang digunakan dalam pabrik Dimetil Eter ini disajikan dalam table 6.1 berikut ini:
Tabel 6.1 Daftar Penggunanan Instrumentasi pada Pra Rancangan Pabrik Dimetil Eter
No. Nama Alat Jenis Instrumen
1. Tangki Bahan Baku Level Indikator (LI)
2. Tangki Produk Level Indikator (LI)
3. Fired Heater Flow Controller (FC)
Temperature Controller (TC)
3. Reaktor Temperature Controller (LC)
4. Kolom Destilasi Pressure Controller (PC)
5. Pompa Flow Controller (FC)
7. Kompresor Pressure Indicator (PI)
8. Kondensor & Cooler Temperature Controller (TC)
9. Accumulator Level Controller (LC)
9. Reboiler Temperature Controller (TC)
Level Controller (LC)
6.2 Keselamatan Kerja Pada Pabrik Dimetil Eter
Keselamatan kerja merupakan bagian dari kelangsungan produksi pabrik, oleh karena itu aspek ini harus diperhatikan secara serius dan terpadu. Untuk maksud tersebut perlu diperhatikan cara pengendalian keselamatan kerja dan keamanan pabrik pada saat perancangan dan saat pabrik beroperasi. Dalam rancangan pabrik Dimetil Eter, usaha-usaha pencegahan terhadap bahaya-bahaya yang mungkin terjadi dilakukan sebagai berikut :
6.2.1 Pencegahan Terhadap Kebakaran dan Peledakan
Dari uraian di atas maka perlu dilakukan upaya pencegahan dan penanganan terhadap kebakaran dan ledakan sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui adanya bahaya kebakaran maka sistem alarm dipasang pada tempat yang strategis dan penting seperti laboratorium dan ruang proses. 2. Pada peralatan pabrik yang berupa tangki dibuat main hole dan hand hole
yang cukup untuk pemeriksaan.
3. Sistem perlengkapan energi seperti pipa bahan bakar, saluran udara, saluran steam, dan air dibedakan warnanya dan letaknya tidak menggangu gerakan karyawan.
4. Mobil pemadam kebakaran yang ditempatkan di fire station setiap saat dalam keadaan siaga.
5. Penyediaan racun api yang selalu siap dengan pompa hydran untuk jarak tertentu.
Sesuai dengan peraturan yang tertulis dalam Peraturan Tenaga Kerja No. Per/02/Men/1983 tentang instalasi alarm kebakaran otomatis, yaitu :
1. Detektor Kebakaran, merupakan alat yang berfungsi untuk mendeteksi secara dini adanya suatu kebakaran awal. Alat ini terbagi atas:
a. Smoke detector adalah detektor yang bekerja berdasarkan terjadinya akumulasi asap dalam jumlah tertentu.
b. Gas detector adalah detektor yang bekerja berdasarkan kenaikan konsentrasi gas yang timbul akibat kebakaran ataupun gas-gas lain yang mudah terbakar.
c. Alarm kebakaran, merupakan komponen dari sistem deteksi dan alarm kebakaran yang memberikan isyarat adanya suatu kebakaran. Alarm ini berupa:
1) Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat berupa bunyi khusus (audible alarm).
2) Alarm kebakaran yang memberi tanda atau isyarat yang tertangkap oleh pandangan mata secara jelas (visible alarm).
Panel indikator kebakaran adalah suatu komponen dari sistem deteksi dan alarm kebakaran yang berfungsi mengendalikan sistem dan terletak di ruang operator.
6.2.2 Peralatan Perlindungan Diri
Upaya peningkatan kesehatan keselamatan kerja (K3) bagi karyawan pada pabrik ini adalah dengan menyediakan fasilitas sesuai bidang kerjanya. Fasilitas yang diberikan adalah melengkapi karyawan dengan peralatan perlindungan diri sebagai berikut :
1. Helm
2. Pakaian dan perlengkapan pelindung. 3. Sepatu pengaman.
4. Pelindung mata. 5. Masker udara. 6. Sarung tangan. 7. Earplug
6.2.3 Keselamatan Kerja Terhadap Listrik
Upaya peningkatan keselamatan kerja terhadap listrik adalah sebagai berikut : 1. Setiap instalasi dan alat-alat listrik harus diamankan dengan pemakaian
sekering atau pemutus arus listrik otomatis lainnya.
2. Sistem perkabelan listrik harus dirancang secara terpadu dengan tata letak pabrik untuk menjaga keselamatan dan kemudahan jika harus dilakukan perbaikan.
3. Penempatan dan pemasangan motor – motor listrik tidak boleh mengganggu lalu lintas pekerja.
4. Memasang papan tanda larangan yang jelas pada daerah sumber tegangan tinggi.
5. Isolasi kawat hantaran listrik harus disesuaikan dengan keperluan.
6. Setiap peralatan yang menjulang tinggi harus dilengkapi dengan alat penangkal petir yang dibumikan.
pada tekanan dan suhu tinggi harus diisolasi secara khusus.
6.2.4 Pencegahan Terhadap Gangguan Kesehatan
Upaya peningkatan kesehatan karyawan dalam lapangan kerja adalah :
1. Setiap karyawan diwajibkan untuk memakai pakaian kerja selama berada di dalam lokasi pabrik.
2. Dalam menangani bahan-bahan kimia yang berbahaya, karyawan diharuskan memakai sarung tangan karet serta penutup hidung dan mulut.
3. Bahan-bahan kimia yang selama pembuatan, pengolahan, pengangkutan, penyimpanan, dan penggunaannya dapat menimbulkan ledakan, kebakaran, korosi, maupun gangguan terhadap kesehatan harus ditangani secara cermat. 4. Penempatan bahan kimia berbahaya harus sesuai dengan petunjuk pelaksanaan
K3 seperti berikut :
1. Gudang tempat penyimpanan Bahan Kimia Berbahaya harus dibuat sedemikian rupa hingga aman dari pengaruh Alam dan Lingkungan sekitarnya :
a. Memiliki system sirkulasi udara dan ventilasi yang cukup baik. b. Suhu di dalam ruangan dapat terjaga konstan dan aman setiap saat. c. Aman dari berbagai gangguan biologis ( Tikus, Rayap dll ).
2. Tata letak dan pengaturan penempatan bahan harus mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut :
a. Pemisahan dan pengelompokan untuk menghindari adanya bahaya reaktivitas.
b. Penyusunan agar tidak melebihi batas maksimum yang dianjurkan manufactur untuk menghindari roboh (ambruk) hingga tidak mengakibatkan kerusakan dan mudah pembongkaran serta kelihatan rapi.
c. Lorong agar tetap terjaga dan tidak terhalang oleh benda apapun, jika perlu buatkan garis pembatas lintasan alat angkat dan angkut.
3. Program House Keeping harus dilaksanakan secara periodik dan berkesinambungan yang meliputi : Kebersihan, Kerapihan dan Keselamatan.
4. Sarana K3 haruslah disiapkan dan digunakan sebagaimana mestinya. 5. Setiap pekerja yang tidak berkepentingan dilarang memasuki gudang
penyimpanan Bahan Kimia Berbahaya.
6. Inspeksi K3 oleh pekerja gudang harus dilaksanakan secara teratur/periodik yang meliputi pemeriksaan seluruh kondisi lingkungan, bahan, peralatan dan sistem. Segera amankan/laporkan jika menemukan kondisi tidak aman kepada atasan.
7. Pada setiap penyimpanan Bahan Kimia Berbahaya harus dilengkapi dengan LABELING (Label isi, safety, resiko bahaya) beserta uraian singkat Pencegahan, Penanggulangan dan Petolongan Pertama.
8. Petugas gudang harus dilengkapi buku petunjuk/pedoman K3 yang berkaitan dengan Penyimpanan bahan kimia berbahaya.
9. Setiap Pekerja dilarang makan dan minum ditempat penyimpanan Bahan Kimia Beracun.
10.Tindakan P3K harus dilakukan oleh yang berpengalaman. Segera hubungi dokter/tim medis atau bawa korban ke Rumah Sakit untuk mendapatka perawatan lebih lanjut.
5. Poliklinik yang memadai disediakan di lokasi pabrik.
6.2.5 Pencegahan Terhadap Bahaya Mekanis
Upaya pencegahan kecelakaan terhadap bahaya mekanis adalah :
1. Alat – alat dipasang dengan penahan yang cukup berat untuk mencegah kemungkinan terguling atau terjatuh.
2. Sistem ruang gerak karyawan dibuat cukup lebar dan tidak menghambat kegiatan karyawan.
3. Jalur perpipaan sebaiknya berada di atas permukaan tanah atau diletakkan pada atap lantai pertama kalau di dalam gedung atau setinggi 4,5 meter bila diluar gedung agar tidak menghalangi kendaraan yang lewat.
tenang dan tidak akan menyulitkan apabila ada perbaikan atau pembongkaran. 5. Pada alat – alat yang bergerak atau berputar harus diberikan tutup pelindung
untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja.
Untuk mencapai keselamatan kerja yang tinggi, maka ditambahkan nilai-nilai disiplin bagi para karyawan yaitu:
1. Setiap karyawan bertugas sesuai dengan pedoman-pedoman yang diberikan. 2. Setiap peraturan dan ketentuan yang ada harus dipatuhi.
3. Perlu keterampilan untuk mengatasi kecelakaan dengan menggunakan peralatan yang ada.
4. Setiap kecelakaan atau kejadian yang merugikan harus segera dilaporkan pada atasan.
5. Setiap karyawan harus saling mengingatkan perbuatan yang dapat menimbulkan bahaya.
6. Setiap kontrol secara periodik terhadap alat instalasi pabrik oleh petugas maintenance.
BAB VII
UTILITAS
Dalam suatu pabrik, utilitas merupakan unit penunjang utama didalam memperlancar jalannya proses produksi. Oleh karena itu, segala sarana dan prasarananya harus dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjamin kelangsungan operasi suatu pabrik.
Berdasarkan kebutuhannya, utilitas pada pabrik pembuatan Dimetil Eter, adalah sebagai berikut:
1. Kebutuhan uap (steam) 2. Kebutuhan air
3. Kebutuhan bahan kimia 4. Kebutuhan bahan bakar 5. Kebutuhan listrik 6. Unit pengolahan limbah
7.1 Kebutuhan Uap (Steam)
Uap digunakan dalam pabrik sebagai media pemanas. Kebutuhan uap pada pabrik pembuatan Dimetil Eter sebagai berikut :
Tabel 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) Nama Alat Jumlah uap (kg/jam)
Heater 306,9318
Reboiler 1 4.125,0781
Reboiler 2 425,9639
Total 4.857,9738
Tambahan untuk faktor keamanan diambil sebesar 20% (Perry dkk,1999) Tingkat kebocoran 10%
Total steam yang dibutuhkan = (0,3 + 1) × 4.857,9738 = 6.315,3659 kg/jam Diperkirakan 80% kondensat dapat dipergunakan kembali, sehingga
7.2 Kebutuhan Air
Dalam proses produksi, air memegang peranan penting baik untuk kebutuhan proses maupun kebutuhan domestik. Kebutuhan air pada pabrik pembuatan Dimetil Eter adalah sebagai berikut:
Air untuk umpan ketel uap
[image:64.595.202.422.232.334.2] Air Pendingin
Tabel 7.2 Kebutuhan air sebagai media pendingin Nama alat Jumlah air (kg/jam)
Reaktor 71.935,5556
Cooler 3 246.069,9776 Condensor 1 370.266,8391 Condensor 2 25.244,1038 Condensor 3 149.554,9747
Total 149.554,9747
Air pendingin bekas digunakan kembali setelah didinginkan dalam menara pendingin air. Dengan menganggap terjadi kehilangan air selama proses sirkulasi, maka air tambahan yang diperlukan adalah jumlah air yang hilang karena penguapan, drift loss, dan blowdown (Perry dkk, 1999)
Air yang hilang karena penguapan dapat dihitung dengan persamaan:
We = 0,00085 Wc (T2 – T1) (Pers 12-10, Perry dkk, 1999)
Dimana:
Wc = Jumlah air pendingin yang diperlukan
= 2165751,3907 kg/jam
T1 = Temperatur air pendingin masuk
= 30oC = 86oF
T2 = Temperatur air pendingin keluar
= 40oC = 104oF
Maka : We = 0,00085 x (2165751,3907 x (104 – 86) 0F
= 33135,9963 kg/jam
Air yang hilang karena drift loss biasanya 0,1 – 0,2 % dari air pendingin yang digunakan (Perry dkk,1999). Ditetapkan drift loss 0,2%, maka:
Air yang hilang karena blowdown tergantung dari jumlah siklus sirkulasi air pendingin, biasanya antara 3 – 5 siklus (Perry dkk, 1999). Ditetapkan 5 siklus maka:
Wb = 1 S
Wc
(Perry dkk, 1999)
Wb =
1 5 33135,9963
= 8283,9991 kg/jam Air Proses
[image:65.595.149.467.288.445.2] Air untuk berbagai kebutuhan
Tabel 7.3 Diperkirakan pemakaian air untuk berbagai kebutuhan
Kebutuhan Jumlah air (kg/jam)
Domestik dan kantor 110.575,1444
Laboratorium 6.910,9465
Kantin dan tempat ibadah 13.821,8931
Poliklinik 6.910,9465
Total 138.218,9306
Sehingga total kebutuhan air yang memerlukan pengolahan awal adalah = 45.751,4981 + 19.867,3561 + 138.218,9306
= 203.837,7848 kg/jam
[image:65.595.143.485.625.755.2]Sumber air untuk pabrik pembuatan Dimetil Eter ini berasal dari Sungai Bontang Kalimantan Timur, kualitas air Sungai ini dapat dilihat pada Tabel 7.4, berikut ini: Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Bontang, Prov. Kalimantan Timur
No. Parameter Satuan Kadar/ Ket
A. Fisika
1. Suhu oC 26,4
2. Padatan terlarut mg/L 56,4
3. Warna - keruh
5. Rasa - Tawar
B. Kimia
Anorganik :
6. pH mg/L 6,5
7. Hg2+ mg/L <0,0001
8. Ba2+ mg/L <0,1
9. Fe2+ mg/L 0,028
10. Cd2+ mg/L <0,001
11. Mn2+ mg/L 0,028
12. Zn2+ mg/L <0,01
13. Cu2+ mg/L <0,06
14. Pb2+ mg/L <0,01
15. Ca2+ mg/L 200
16. Mg2+ mg/L 100
17. F- mg/L 0,001
18. Cl- mg/L 60
19. NO2- mg/L 0,028
20. NO3- mg/L 0,074
21. SeO32- mg/L <0,005
22. CN- mg/L 0,001
23. SO42- mg/L 42
24. H2SO4- mg/L <0,002
25. Oksigen terlarut (DO) mg/L 6
26. Turbidity NTU 8,3
2. Klarifikasi 3. Filtrasi
4. Demineralisasi 5. Deaerasi
7.2.1 Penyaringan Awal (Screening)
Pengendapan merupakan tahap awal dari pengolahan air . Pada screening, partikel – partikel padat yang besar akan tersaring tanpa bantuan bahan kimia. Sedangkan partikel – partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya.
7.2.2 Klarifikasi
Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan didalam air. Air dari screening dialirkan ke clarifier setelah diinjeksi larutan alum, Al2(SO4)3 dan
larutan soda abu Na2CO3. Larutan alum berfungsi sebagai koagulan utama dan
soda abu sebagai koagulan tambahan yang berfungsi sebagai bahan pembantu untuk mempercepat pengendapan dan penetralan pH.
Setelah pencampuran yang disertai pengadukan maka akan terbentuk flok -flok yang akan mengendap kedasar clarifier karena gaya grafitasi, sedangkan air jernih akan keluar melimpah (overflow) yang selanjutnya akan masuk kepenyaring pasir (sand filter) untuk penyaringan. Reaksi yang mungkin terjadi :
Al2SO4(s) + 6 H2O(l) → Al(OH)3(l) + 6H+ + SO42-
Pemakaian larutan alum umumnya hingga 50 ppm terhadap jumlah air yang akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum dan soda abu 1 : 0,54. Total kebutuhan air = 203837,7848 kg/jam
Pemakaian larutan alum = 50 ppm
Pemakaian larutan soda abu = 0,54 × 50 = 27 ppm
7.2.3 Filtrasi
Filtrasi berfungsi untuk memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Penyaringan pasir (sand filter) yang digunakan terdiri dari 3 lapisan yaitu :
a. Lapisan l terdiri dari pasir hijau (green sand) setinggi 24 in = 60,96 cm b. Lapisan ll terdiri dari anterakit setinggi 12,5 in = 31,75 cm
c. Lapisan lll terdiri dari batu kerikil (gravel) setinggi 7 in = 17,78 cm
Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan. Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian ulang (back washing). Dari sand filter, air dipompakan kemenara sebelum didistribusikan untuk berbagai kebutuhan.
Untuk air proses, masih diperlukan pengolahan lebih lanjut, yaitu proses demineralisasi dan deaerasi. Untuk air domestik, laboratorium, kantin, dan tempat ibadah , serta poliklinik, dilakukan proses klorinasi, yaitu mereaksikan air dengan klor untuk membunuh kuman – kuman dalam air. Klor yang digunakan biasanya berupa kaporit, Ca (ClO)2. Khusus untuk air minum, setelah dilakukan proses
klorinasi diteruskan ke penyaringan air (water treatment system) sehingga air yang keluar merupakan air sehat yang memenuhi syarat – syarat air minum tanpa harus dimasak terlebih dahulu.
Total kebutuhan air yang memerlukan proses klorinasi = 138218,9306 kg/jam Kaporit yang digunakan mengandung klorin 70%
Kebutuhan klorin = 20 ppm dari berat air
Total kebutuhan kaporit = (20.10-6 x 138218,9306)/0,7 = 3,9491 kg/jam
7.2.4 Demineralisasi
Air untuk umpan ketel dan pendinginan pada reaktor harus murni dan bebas dari garam – garam terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi. Alat demineralisasi dibagi atas:
Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam – logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran antara kation Ca, Mg dan kation lain yang terlarut dalam air dengan kation dari resin. Resin yang digunakan bermerek Daulite C-20. Reaksi yang terjadi adalah :
Na2R + Ca2+ CaR + 2Na+
Na2R + Mg2+ MgR + 2 Na+
Untuk regenerasi dipakai NaCl berlebih dengan reaksi: CaR + 2NaCl Na2R + CaCl2
MgR + 2NaCl Na2R + MgCl2
2. Penukar Anion (Anion Exchanger)
Penukar anion berfungsi untuk menukar anion yang terdapat dalam air dengan ion hidroksida dari resin. Resin yang digunakan bermerek Dower 2. Reaksi yang terjadi adalah:
2ROH + SO22- R2SO4 + 2 OH
-ROH + Cl- RCl + OH-
Untuk regenerasi dipakai larutan NaOH dengan reaksi: R2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2ROH
RCl + NaOH NaCl + ROH
Perhitungan Kesadahan Kation
Air sungai Bontang Kalimantan Timur mengandung kation Hg2+,Ba2+,Fe2+, Cd2+, Mn2+, Ca2+, Mg2+, Zn2+, Cu2+, dan Pb2+, masing - masing 0,001 ppm, 0,1 ppm, 0,028 ppm, 0,01 ppm, 0,028 ppm, 0,008 ppm, 0,03 ppm, 0,01 ppm, 200 ppm, dan 100 ppm (Tabel 7.4)
1 gram/gal = 17,1 ppm
Total kesadahan kation = 0,01 + 0,1 + 0,028 + 0,001 + 0,028 + 0,008 + 0,03 + 0,01 + 200 + 100
= 17,5548 gram/gal
Jumlah air yang diolah = 1263,0732 kg/jam = 335,1137 gal/jam
Kesadahan air = 335,1137 gal/jam × 17,5548 gram/gal × 24 jam = 141188,3317 gr/hari = 141,1883 kg/hari
Volume resin yang diperlukan
Total kesadahan air = 141,1883 kg/hari
Dari Tabel 12.2, The Nalco Water Hand Book,1992; diperoleh : - Kapasitas resin = 20 kg/ft3
- Kebutuhan regenerant = 6 lb NaCl/ft3 resin Kebutuhan resin =
20 141,1883
= 7,0594 ft3/hari
Tinggi resin =
14 , 3 7,0594
= 2,2482 ft
Volume resin = 2,500 ft × 3,14 ft2 = 7,8500 ft3 Waktu regenerasi = 1,1120 hari
Kebutuhan regenerant NaCl = 141,1883 kg/hari × 3 3 kgr/ft 20
lb/ft 6
= 42,3565 lb/hari = 19,2129 kg/hari. Perhitungan kesadahan anion
Air sungai mengandung anion F-, Cl-, NO2-, NO3-, SeO3-, Cn-, SO42-, H2SO4-
masing – masing 0,001 ppm, 60 ppm, 0,028 ppm, 0,074 ppm, 0,005 ppm, 0,001 ppm, 42 ppm, dan 0,002 ppm (Tabel 7.4)
1 gr/gal = 17,1 ppm
Total kesadahan anion = 0,42 +0,023 + 0,028 + 45+ 0,005 + 28+ 0,0004 + 0,01 = 102,1110 ppm / 17,1
= 5,9714 gram/gal Jumlah air yang diolah = 335,1137 gal/jam
Kesadahan air = 5,9714 gram/gal × 2740,9880 gal/jam × 24 jam/hari = 48.026,3841 gram/hari = 48,0264 kg/hari
Volume resin yang diperlukan
Dari Tabel 12.2, The Nalco Water Hand Book,1992; diperoleh : - Kapasitas resin =12 kg/ft3
- Kebutuhan regenerant = 5 lb NaOH/ft3 resin Jadi,
Kebutuhan resin = 3
3 kgr/ft 12
kgr/ft 48,0264
= 4,0022 ft3/hari
Tinggi resin =
14 , 3 4,0022
= 1,2746 ft
Sehingga volume resin yang dibutuhkan = 1,2746 ft × 3,14 ft2 = 4,0022 ft3 Waktu regenerasi =
kg/hari 48,0264
kg/ft 12 ft
4,0022 3 3
= 1 hari
Kebutuhan regenerant NaOH = 48,0264 kg/hari × 3 3 kg/ft 12
lb/ft 5
= 20,0110 lb/hari = 9,0770 kg/hari.
7.2.5 Deaerator
Deaerator berfungsi untuk memanaskan air yang keluar dari alat penukar ion (ion exchanger) dan kondensat bekas sebelum dikirim sebagai air umpan ketel. Pada deaerator ini, air dipanaskan hingga 90oC supaya gas – gas yang terlarut dalam air, seperti O2 dan CO2 dapat dihilangkan, sebab gas – gas tersebut dapat
menyebabkan korosi. Pemanasan digunakan dengan menggunakan koil pemanas didalam Deaerator.
7.3 Kebutuhan Bahan Kimia
Kebutuhan bahan kimia pada pabrik pembuatan Dimetil Eter adalah sebagai berikut:
1. Al2(SO4)3 = 1,0564 kg/jam
2. Na2CO3 = 0,5704 kg/jam
3. Kaporit = 0,4014 kg/jam 4. NaCl = 0,8005 kg/hari 5. NaOH = 0,3782 kg/hari
Berdasarkan Lampiran C dan Lampiran D kebutuhan listrik diperkirakan sebagai berikut (untuk proses listrik digunakan pompa, pengaduk, conveyer):
1. Unit Proses = 200 HP
2. Unit utilitas = 100 HP
3. Ruang kontrol dan laboratorium = 40 HP 4. Penerangan dan kantor = 30 HP
5. Bengkel = 40 HP
6. Perumahan = 85 HP
Total kebutuhan listrik = 495 HP
= 495 hp × 0,7457 kW/ HP = 369,1215 KW Efesiensi generator 80%, maka
Daya output generator = 369,1215 / 0,8= 461,4019 KW
Generator digunakan sebanyak 2 buah generator diesel type AC : 400 V, 2100 kW 50 Hz, 3 phase, dimana 1 buah beroperasi dan 1 buah standby.
7.5 Kebutuhan Bahan Bakar
Bahan bakar diperlukan untuk generator dan bahan bakar boiler. Untuk bahan bakar generator
Nilai bakar sola