PRARANCANGAN PABRIK TRIMETHYLETHYLENE DENGAN PROSES ISOMERISASI METHYLBUTENE MENGGUNAKAN KATALIS H2SO4 KAPASITAS 35.000 TON/TAHUN

(1)

ABSTRAK

PRARANCANGAN PABRIK

TRIMETHYLETHYLENE DENGAN PROSES ISOMERISASI METHYLBUTENEMENGGUNAKAN KATALIS H₂SO₄KAPASITAS

35.000 TON/TAHUN

Oleh YULIA ERZA

Pabrik Trimetiletilen berbahan baku Metilbuten, akan didirikan di Tarahan, Lampung Selatan. Pabrik ini berdiri dengan mempertimbangkan ketersediaan bahan baku, sarana transportasi yang memadai, tenaga kerja yang mudah didapatkan dan kondisi lingkungan.

Pabrik direncanakan memproduksi Trimetiletilen sebanyak 35.000 ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang digunakan adalah Metilbuten sebanyak 4751,47 kg/jam.

Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur organisasi linedan staffdengan jumlah karyawan sebanyak 143 orang.

Dari analisis ekonomi diperoleh:

Fixed Capital Investment(FCI) = Rp 99.701.233.801 Working Capital Investment(WCI) = Rp 19.549.261.530 Total Capital Investment(TCI) = Rp 130.328.410.197

Break Even Point (BEP) = 45,64%

Pay Out Time before Taxes(POT)b = 1,3 tahun Pay Out Time after Taxes(POT)a = 1,6 tahun Return on Investment before Taxes (ROI)b = 50,18 % Return on Investment after Taxes (ROI)a = 40,15 % Discounted Cash Flow(DCF) = 81,39 %

Shut Down Point(SDP) = 33,56 %

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 6 Juli 1989,

sebagai putri pertama dari dua bersaudara dari

pasangan Mohammad Nasser dan Zaulina.

Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar Negeri Cibodas pada tahun

2001, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Negeri 6 Tangerang pada tahun 2004

dan Sekolah Menengah Atas Negeri 3 Jakarta pada tahun 2007.

Pada tahun 2007, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui Seleksi Penerimaan Mahasiswa

Baru (SPMB).

Pada tahun 2011, penulis melakukan penelitian dengan judul “Pengaruh Rasio

Reaktan (PFAD : Butanol) dan Rasio Katalis (PFAD : H2SO4) Terhadap Konversi

pada Proses Esterifikasi asam Lemak Bebas dalam Palm Fatty Acid Distillate

(PFAD) dengan Butanol ” dan Kerja Praktik di PT. PUPUK KUJANG,

(7)

Moto

“Jika seorang bepergian dengan tujuan mencari ilmu,

maka Allah akan menjadikan perjalanannya seperti

perjalanan menuju surga (Nabi Muhammad SAW)”

“

Kombinasi keyakinan dan penyerahan diri kepada

Allah adalah obat mujarab dari putus asa. Orang yang

yakin dan tawakal tidak akan putus asa

”

“Happy moments, praise God. Difficult moments, seek

God. Quiet moments, worship God. Painful moments,

trust God. Every moments, THANKS GOD.

”

Ilmu pengetahuan untuk kehidupan masa depan yang

(8)

Persembahan

Sebuah Hasil Jerih Payahku…

Kupersembahkan dengan penuh bangga untuk…

Mama dan Papa tercinta atas segala kasih sayang dan doanya

untuk keberhasilanku

Adikku tercinta Agreini Dwi Erza, terima kasih atas doa dan

dukungannya.

(9)

SANWACANA

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan

rahmat dan kekuatan sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.

Skripsi dengan judul “Pra-Rancangan Pabrik Trimethylethilen dengan

Proses Isomerisasi Methylbutene Menggunakanan Katalis H2SO4 Kapasitas

35.000 Ton/Tahun” adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana 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 terimakasih kepada :

1. Bapak Prof. Drs. Suharno, M.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Lampung.

2. Bapak Ir. Azhar, M.T, selaku ketua Jurusan Teknik Kimia, yang telah

memberikan banyak bantuan untuk kelancaran proses belajar di kampus.

3. Ibu Simparmin Br Ginting, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing I, atas

kesabarannya, masukan dan saran selama penyelesaian tugas akhir serta

selaku dosen atas semua ilmu yang telah penulis dapatkan.

4. Ibu Yuli Darni, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing II atas

kesabarannya, masukan dan saran dalam pengerjaan tugas akhir serta

(10)

5. Bapak Heri Rustamaji, S.T., M.Eng dan Ibu Sri Ismiyati D., S.T., M.Sc.,

selaku penguji yang telah memberikan saran dan kritik serta selaku dosen

atas semua ilmu yang telah penulis dapatkan.

6. Bapak Muhammad Hanif, S.T., M.T., selaku pembimbing akdemik yang

selama ini membimbing dan memberikan arahan.

7. Ibu Dr. Elida Purba, S.T., M.Sc., Bapak Taharuddin, S.T., M.Sc Ibu Panca

Nugrahini F, S.T., M.T., serta seluruh dosen di Jurusan Teknik Kimia

Universitas Lampung yang telah memberikan banyak ilmunya kepada

penulis. Terima kasih, bapak dan ibu telah menjadikan Teknik Kimia

indah di mata dan di hati saya.

8. Adelia Ayuningtyas terimakasih untuk persahabatan, perjuangan dan

kerjasamanya. Perjuangan kita yang sesungguhnya baru dimulai.

9. Mohammad Andhika terimakasih untuk dukungan serta do’anya

10. Ika Hermania, Listya Sari Putri, Nanda Roselina, Satwika Kinkin D dan

Tika Damayanti terimakasih untuk persahabatan dan dukungannya.

Semoga kebaikan mereka terhadap penulis dapat terbalas dan semoga

skripsi ini berguna bagi yang membutuhkan.

Bandar Lampung, Agustus 2014

Penulis,

(11)

DAFTAR ISI

3. Unit Pengadaan Bahan Bakar... 104

(12)

iii

B. Pengolahan Limbah ... 105

C. Laboratorium ... 109

D. Instumentasi Dan Pengendalian Proses... 113

VII. TATA LETAK DAN LOKASI PABRIK A. Lokasi Pabrik ... 116

B. Tata Letak Pabrik ... 120

VIII. SISTEM MANAJEMEN DAN ORGANISASI PERUSAHAAN A. Bentuk Perusahaan ... 129

LAMPIRAN E INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI

(13)

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1.1. Data Impor Trimetiletilen ... 2

2.1. Perbandingan Proses Pembuatan Trimetiletilen ... 14

2.2. Harga Bahan Baku dan Produk ... 14

2.2. Nilai Energi Gibbs dan Energi Pembentukan Standar ... 14

4.1. Neraca Massa Mixing Tank (MT-101)... 34

4.2. Neraca Massa Mixing Point (MP-101) ... 34

4.3. Neraca Massa Reaktor (RE-201) ... 35

4.4. Neraca Massa Centrifuge(CF-301)... 36

4.5. Neraca MassaDistilation Column(DC-301) ... 37

4.6. Neraca Massa Condenser(CD-301)... 38

4.7. Neraca Massa Reboiler(RB-301)... 39

4.8. Neraca EnergiMixing Tank (MT-101) ... 40

4.9. Neraca EnergiHeater(HE-101)... 41

4.10. Neraca EnergiMixing Point (MP-101) ... 41

4.11. Neraca EnergiHeater(HE-101) ... 42

4.12. Neraca Energi Reaktor (RE-201)... 42

4.13. Neraca EnergiCentrifuge(CF-301)... 43

4.14. Neraca EnergiDistilation Column(DC-301) ... 44

5.1. Metilbuten Storage Tank(ST-101) ... 45

5.2. H2SO4Storage Tank(ST-102) ... 46

5.3. Mixing Tank (MT-101) ... 47

5.4. Heater(HE-101) ... 48

5.5. Heater(HE-102) ... 49

(14)

v

5.7. Centrifuge(CF-301)... 51

5.8. Distilation Column(DC-301) ... 51

5.9. Condenser(CD-301)... 52

5.10.Reboiler(RB-301) ... 53

5.11.Accumulator(AC-301) ... 54

5.12.Process Pump (PP-101) ... 54

5.13.Process Pump (PP-102) ... 55

5.14.Process Pump (PP-103) ... 55

5.15.Process Pump (PP-104) ... 56

5.16.Process Pump (PP-105) ... 56

5.17.Process Pump (PP-201) ... 57

5.18.Process Pump (PP-301) ... 57

5.19.Process Pump (PP-302) ... 58

5.20.Process Pump (PP-303) ... 58

5.21. Bak Sedimentasi (BS-01) ... 59

5.22. Bak Penggumpal (BP-01) ... 59

5.23. Tangki Alum (TP-01) ... 60

5.24. Tangki Soda Kaustik (TP-02) ... 60

5.25. Tangki Klorin (TP-03) ... 61

5.26.Clarifier(CL-01)... 61

5.27. Sand Filter(SF-01) ... 62

5.28.Filter Water Tank (TP-04) ... 62

5.29.Domestic Water Tank (TP-05) ... 63

5.30.Hot Basin(HB-01) ... 64

5.31. Tangki Inhibitor (TP-06) ... 64

5.32. Tangki Dispersant(TP-07) ... 65

5.33.Cooling Tower (CT-01) ... 65

5.34.Cold Basin(CB-01) ... 66

5.35. Tangki Asam Sulfat (TP-08) ... 66

5.36.Cation Exchanger (CE-01) ... 67

5.37.Anion Exchanger (AE-01) ... 67

(15)

vi

5.39. Spesifikasi Pompa Utilitas 1 (PU-01) ... 68

5.45. Tamgki Bahan Bakar (TP-09) ... 75

5.46.Compressor ... 76

6.1. Kebutuhan Air General Uses ... 79

6.2. Kebutuhan Air Pendingin ... 81

6.3. Kebutuhan Air Proses ... 90

6.4. Kebutuhan Penerangan Dalam Bangunan ... 100

6.5. Kebutuhan Penerangan Luar Bangunan ... 101

6.6. Kebutuhan Listrik Alat Proses ... 102

6.7. Kebutuhan Listrik Alat Utilitas ... ... 103

6.8. Mutu Air Limbah ... 106

6.7. Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian ... 114

7.1. Daerah Aliran Sungai di Kabupaten Lampung Selatan ... 118

7.2. Perincian Luas Area Pabrik... 128

8.1. Jadwal Kerja Regu Shift... 147

8.2. Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat ... 149

8.6. Penggolongan Tenaga Kerja ... 150

9.1. Fixed Capital Investment ... 161

9.2. Manufacturing Cost ... 163

(16)

vii

9.4. Administrative Cost... 164

9.5. Acceptable Persent Return on Investment... 167

9.6. Acceptable Persent Pay Out Time... 168

(17)

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1.1. Lokasi Pabrik ... 8

2.1. Diagram Alir Proses ... 29

4.1. Laju Alir Neraca Massa MT-101 ... 33

4.2. Laju Alir Neraca Massa MP-101 ... 34

4.3. Laju Alir Neraca Massa RE-201 ... 35

4.4. Laju Alir Neraca Massa CF-301 ... 35

4.5. Laju Alir Neraca Massa DC-301... 36

4.6. Laju Alir Neraca Massa CD-301... 38

4.7. Laju Alir Neraca Massa RB-301... 39

7.1. Lokasi Pabrik ... 120

7.2. Tata Letak Pabrik ... 124

7.3. Tata Letak Alat Proses ... 127

8.1. Struktur Organisasi Perusahaan ... 134

9.1. Analisa Ekonomi ... 169

(18)

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous. 2014. Standar Gaji Aneka Posisi di Indonesia. Tersedia di

http://www.jobloker.com/id/artikel-dunia-kerja/66-standar-gaji-aneka-posisi-di-indonesia Diakses 19 Februari 2014.

Antara News. 2013. Lampung Selatan Bangun Kawasan Industri. Tersedia di

http://www.antaranews.com/berita/366878/lampung-selatan-bangun-kawasan-industri. Diakses 9 April 2013.

Badan Pusat Statistik (BPS). 2013. Tersedia di http://www.bps.go.id. Diakses 26

Maret 2013.

Badan Pusat Statistik (BPS). 2013.Tersedia di

http://www.bps.go.id/aboutus.php?inflasi=1. Diakses 18 Februari 2014.

Badan Pengawas Obat dan Makanan (BPOM RI). 2011. Tersedia di

http://www.pom.go.id/webreg/index.php/home/produk/13/row/10/page/1/ord

er/4/DESC/search/1/xylitol. Diakses 2 Maret 2013.

Banchero, Julius T., and Walter L. Badger. 1955. Introduction to Chemical

Engineering. McGraw Hill : New York.

Bank Indonesia (BI). 2014. Tersedia di

http://www.bi.go.id/id/moneter/informasi-kurs/transaksi-bi/Default.aspx. Diakses 17 Februari 2014.

Brownell, Lloyd E., and Edwin H. Young. 1959. Process Equipment Design. John

(19)

Cascade Analytical Reagents and Biochemicals. 2013. Tersedia di

http://www.cascadebiochems.com/polyols. Diakses 3 April 2013.

Coulson J.M., and J. F. Richardson. 1993. Chemical Engineering 3rd edition.

Butterworth-Heinemann : Washington.

Da Silva, Manuel A.V. Ribeiro, dkk. 2013. Thermochemistry of D-xylose (cr).

Journal Chem. Thermodynamics.

Doni, 2012. Permen dan Kegunaannya. Tersedia di

http://news.cobadulu.com/2012/02/14/permen-dan-kegunaannya/. Diakses 26

Maret 2013.

EBTKE. 2012. Harga Hidrogen Bisa Lebih Murah dari Premium. Tersedia di

http://www.ebtke.esdm.go.id/energi/energi-baru/hidrogen/494-harga-hidrogen-bisa-lebih-murah-dari-premium.html. Diakses 25 November 2012.

Fahid, Rabah, Dr. 2012. Water Treatment, Lecturer 5 : Filtration. Environmental

Engineering Department : Islamic University Of Gaza.

Geankoplis, Christie J. 1993. Transport Processes and Unit Operations 3rd

edition. Prentice Hall : New Jersey.

Guangzhou CCM Information Science & Technology Co., Ltd. 2013. Domestic

Output of Sugar Alcohol Witnesses Uptrend in Recent Years. Tersedia di

http://eshare.cnchemicals.com/publishing/home/2013/02/05/129/domestic-output-of-sugar-alcohol-witnesses-uptrend-in-recent-years.html. Diakses 23

April 2013.

Goldberg, Robert N., Dkk. 2012. Saturation Molalities And Standard Molar

Greet. 2010. The Greenhouse Gases, Regulated Emmisions, and Energy Use

(20)

Honeywell. 2006. Sensors for Test and Measurement. Tersedia di

https://measurementsensors.honeywell.com/Pages/default.aspx#ex. Diakses

10 Maret 2014.

Karassik, Igor J., Dkk. 2011. Pump Handbook, 3rd Edition. Mcgraw-Hill Co. :

New York.

Kern, Donald Q. 1965. Process Heat Transfer. Mcgraw-Hill Co. : New York.

Legawa, Cahya. 2011. Berbicara Tentang Pemanis Buatan dan Pengganti Gula.

Tersedia di

http://catatan.legawa.com/2011/07/berbicara-tentang-pemanis-buatan-dan-pengganti-gula/. Diakses 26 Maret 2013.

Levenspiel, Octave. 1995. Chemical Reaction Engineering 2nd edition. John

Wiley & Sons, Inc. : New York.

Marlin, Thomas. 2000. Process Control, Designing Processes, and Control

System for Dynamic Performance 2nd Ed. Tersedia di

http://pc-education.mcmaster.ca/default.htm. Diakses 10 Maret 2014.

Maryono. 2014. BI Rate 7,5% Suku Bunga KPR BTN Tetap 11%. Tersedia di

http://www.infobanknews.com/2014/02/bi-rate-75-suku-bunga-kpr-btn-tetap-11/. Diakses 6 Maret 2014.

Meggison, Andrew. 2012. Hydrogen Without The High Cost. Tersedia di

http://gas2.org/2012/06/04/hydrogen-without-the-high-cost/. Diakses 20

November 2012.

Perry, Robert H., and Don W. Green. 1999. Perry’s Chemical Engineers’

Handbook 7th edition. McGraw Hill : New York.

Perry, Robert H., and Don W. Green. 2008. Perry’s Chemical Engineers’

(21)

Powell, S. 1954. Water Conditioning for Industry, Ed. 1st. Mc Graw Hill Book

Company : London.

Radar Lampung. 2011. Lampung Buka Gerbang Ekspor Impor. Tersedia di

http://www.radarlampung.co.id/read/metro-bisnis/42989-lampung-buka-gerbang-ekspor. Diakses 9 April 2013.

Road, E. Moses, Dr. 2004. Role of Weak Acd Cation Resin in Water Treatment.

Ion Exchange (India) Ltd., Mumbai : India.

Satyagraha. 2013. Wamenkeu : Inflasi 2016-2018 di bawah 5%. Tersedia di

http://www.antaranews.com/berita/408370/wamenkeu-inflasi-2016-2018-di-bawah-lima-persen. Diakses 18 Februari 2014.

Setiawan, Iwan. 2008. Kontrol PID Untuk Proses Industri. Elex Media

Komputindo.

Smith, J.M., H.C. Van Ness, and M.M. Abbott. 2001. Chemical Engineering

Thermodynamics 6th edition. McGraw Hill : New York.

Stouffer, Keith, Joe Falco, and Karen Kent. 2006. Guide to Supervisory Control

and Data Acquisition (SCADA) and Industrial Control Systems Security.

National Institute of Standards and Technology : Gaithersburg.

Sumada, Ketut. 2012. Perancangan Fasilitas Pengolahan Air Limbah Secara

Kimia. 20 April 2012. Tersedia di

http://Ketutsumada.Blogspot.Com/2012/04/Perancangan-Fasilitas-Pengolahan-Air.Html. UPN Veteran : Jawa Timur. Diakses 20 Januari 2014.

Tackett, Herbert H., Dkk. 2008. Positive Displacement Reciprocating Pump

Fundamentals-Power And Direct Acting Types. Proceeding Of The

(22)

Thiel, Peta, Dkk. 2006. Activated Carbon Vs Anthracite As Primary Dual Media

Filters-A Pilot Plant Study. 69th Annual Water Industry Engineers And

Operators’ Conference Bendigo Exhibition Centre.

Timmerhaus, Klaus D., Max S. Peters, and Ronald E. West. 2002. Plant Design

and Economics for Chemical Engineers 5th edition. McGraw-Hill : New

York.

Turton, R.K., 1984. Principles Of Turbomachinery. E & F.N. Spon, London.

Walas, Stanley M. 1990. Chemical Process Equipment. Butterworth-Heinemann :

Washington.

Wellesley, Mass. 2013. Global Sugar, Sweeteners Market To Hit $97 Billion by

2017. Tersedia di

http://www.foodproductdesign.com/news/2013/04/global-sugar-sweeteners-market-to-hit-97-billion.aspx. Diakses 23 April 2013.

Whistler, R.L. 1950. Xylan. Hudson, C.S. dan Sidney (eds). Advances in

Carbohydrate Chemistry. Volume 5. General Polysaccharides. Academic

Press, New York.

Wibisono, B. Kunto. 2013. Serikat Buruh Kecewa Hasil Penetapan UMP

Lampung. Tersedia di