PRARANCANGAN PABRIK DIBUTYL PHTHALATE DARI PHTHALIC ANHYDRIDE DAN N-BUTANOL Prarancangan Pabrik Dibutyl Phthalate dari Phthalic Anhydride dan n-Butanol Kapasitas 20.000 Ton/Tahun.

(1)

PRARANCANGAN PABRIK DIBUTYL PHTHALATE

DARI PHTHALIC ANHYDRIDE DAN N-BUTANOL

KAPASITAS 20.000 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Kesarjanaan Strata 1 Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Oleh:

NUR HIDAYATI

D 500 110 016

Dosen Pembimbing :

1.

Dr. Ir. Ahmad M Fuadi, M.T

2.

Kusmiyati, S.T., M.T., Ph.D

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

SURAKARTA

(2)

Nama

NIM

Judul

Skipsi

Dosen Pembimbing

Nur Hidayati

D 500 110 016

Pranncangan Pabrik Dibutyl

Plthalate

dari phthalic Anhydr i de dat

tButanol

Kapasitas 20.000 Ton/Tahun 1. Dr. Ir. Ahmad M Fuadi.

M.T

2. Kusmiyati, S-T., M.T., Ph.D

Surakarta,2?Agustus 20 I 5

Menyetuiui,

Pembimbing 2

fnr,

Kusmiyati. S.T-. M.T.. Ph.D

NIK

: 683

Ketua Jurusatr Teknik

Kimia

nois

Patoaid:t.

- M. sc..Pho.

NIK:

892

t1

(3)

TNTI'ERSITAS

MUHAMMADIYAI{

SURAKAITTA

FAI(ULTAS

TEKNIK

JURUSAN

Tf,KMX KIMIA

PERNYATAA}I KEASLIAN

TUGAS

AKIIIR

Sala yang benanda langan di ba$ah

ini

: Nama

NIM

Program Studi Judul Tugas

Akhir

Nur Hidayati

D 500 110 016 Teknik Kimia

Pramncangan Pabdk Dibutyl Phthdldte da.. Phthdlic

Anhydti de darL n-Bvtanol Kapasitas 20.000'for/Tahun

Menyatakan dengan sebenamya bahwa hasil Tugas Ak:hir yang saya buat dan

seahkan

ini

merupakan

hasil

karya saya sendid, kecuali kutipan-L-utipan darr

ringkasan-ringkasal yang semuanya telah saya jelaskan sumbemya.

Swakarta"rT Agustus 20 I 5 YaDg mernbuat pernyataan,

Nur Hidavati

(4)

iv

MOTTO

Hari ini harus lebih baik dari kemarin, dan besok harus lebih baik

dari hari ini

Khayalan akan tetap menjadi khayalan tanpa adanya sebuah

tindakan.

Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, bagi

orang yang mau bersungguh-sungguh.

(QS. An-Nasyirah : 6-7)

“Pengetahuan adalah warisan yang mulia, budi pekerti ibarat

pakaian yang baru dan pikiran ibarat cermin yang bening (jernih)”

(5)

v

PERSEMBAHAN

Karya ini kupersembahkan Kepada Allah SWT

Semoga Engkau terima sebagai amal sholeh

Hingga setiap kemudahan menambah kesyukuran

Dan setiap kesukaran menjadi penghapus dosa.

Sosok yang menjadi inspirasi dalam hidupku,

Ibu dan Bapak tercinta, Adikku tersayang terima kasih atas kasih sayang,

pengorbanan dan pendidikan yang telah diberikan selama ini

yang selalu memberiku semangat dan dukungan, terima kasih atas do’anya,

karena kalianlah aku bisa kuat.

Bapak dan Ibu dosen yang dengan tulus dan sabar memberikan ilmu dan

membimbingku semoga dapat menjadi bekal dan bermanfaat bagi kehidupanku.

Teman satu timku, Therisia Widi Kirana ,terima kasih sudah sabar dan setia

dalam mengerjakan tugas akhir dan semua teman-teman angkatan 2011, terima

kasih atas kebersamaannya selama ini. Kenangan indah saat kita bersama

semoga tak terlupakan.

(6)

vi

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikumWr. Wb.

Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Illahi Robbi karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penyusun dapat menyelesaikan laporan tugas akhir yang berjudul ”Prarancangan Pabrik Dibutyl Phthalate Kapasitas 20.000 Ton/Tahun”. Tidak lupa sholawat serta salam senantiasa tercurahkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW, keluarga, sahabat dan para pengikutnya.

Tugas akhir ini merupakan salah satu mata kuliah wajib di Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta yang harus ditempuh mahasiswa untuk memenuhi kelengkapan akademis, sebagai salah satu syarat memperoleh gelar sarjana.

Pada kesempatan ini, penyusun ingin menyampaikan terimakasih yang tulus kepada semua pihak yang telah membantu menyelesaikan laporan tugas akhir ini, khususnya kepada :

1. Rois Fatoni, S.T., M.T., PhD. Selaku Ketua Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Dr. Ir. Ahmad M Fuadi, M.T selaku dosen pembimbing pertama yang banyak membantu dan membimbing dalam menyelesaikan tugas akhir sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik.

3. Kusmiyati, S.T., M.T., Ph.D selaku dosen pembimbing kedua yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dalam penyusunan tugas akhir ini.

4. Bapak/Ibu dosen Program Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, yang telah memberikan pembelajaran mulai dari semester awal hingga akhir.

(7)

6.

Keluarga dan sahabat, yang telah memberi dukungan, limpahan kasih sayang dan atas

doa-doanya-7.

TemaFteman seperjuangan angkara{ ₂₀₁₁

Teknik Kimia

_Fal:ultas

Tekrik

Univefitas Muhammadiyah Surakart4 terima kasih

atas bantuan, dukungan

dan motivasinya selama penyusunan tugas

akhir

ini,

sukses selalu untuk

kalian semua.

8.

Semua pihak yang

tidak dapal

penulis sebutkan satu-peEatu.

yang telah baayak membantu penulis sehingga dapat melyelesaikan tugas

allrir ini.

Penyusun menyadari bahwa laporaa

ini

masih banyak kekurangan dan

jauh

dari

kesempumaatr. Pen).usuo mengharapkan semoga iaporan

ini

dapat

bermanl'aat bagi pihak-pihak yang membutuhkan

infomasi

mengenai materi yang dibahas dalam laporan

ini.

lltas s alamu' al ai kum Wr.

W.

Sirrakart4,.{Agustus 201 5

/*l

PenJusun

(8)

viii INTISARI

Plasticizer merupakan salah satu bahan penunjang bagi industri plastik, khususnya yaitu untuk PVC ( polyvinyl chloride) yang berfungsi membentuk sifat kekenyalan atau keliatan agar barang-barang dari plastik menjadi kenyal, mudah dibentuk dan tidak mudah pecah atau patah. Dibutyl phthalate merupakan salah satu jenis plasticizer yang digunakan di Indonesia. Dengan mempertimbangkan proyeksi konsumsi kebutuhan dibutyl phthalate, kapasitas produksi yang sudah ada dan kapasitas minimal atau maksimal maka prarancangan pabrik dibutyl phthalate dengan bahan baku phthalic anhydride dan n-butanol direncanakan berdiri di kawasan industri Gresik, Jawa Timur dengan luas tanah 21.370 m2 dan kapasitas produksi 20.000 ton/tahun pada tahun 2020.

Pembuatan dibutyl phthalate dilakukan dengan proses esterifikasi dengan katalis asam sulfat pada reaktor alir berpengaduk non adiabatis isothermal. Reaksi berlangsung pada fase cair irreversible dan eksotermis. Pada suhu 140oC dan tekanan 2 atm. Kebutuhan phthalic anhydride untuk pabrik ini sebanyak 1.601,710 kg/jam dan n-butanol sebanyak 1.798,153 kg/jam. Produk berupa

dibutyl phthalate sebanyak 2.525,268 kg/jam. Utilitas pendukung proses meliputi penyediaan air sebanyak 5499,3097 kg/jam yang diperoleh dari air sungai Brantas, kebutuhan steam sebanyak 3753,6383 kg/jam, kebutuhan listrik sebesar 82,69 kW dengan bahan bakar solar dan udara tekan diperlukan untuk alat kontrol

pneumatic.

Pabrik direncanakan beroprasi selama 330 hari pertahun dengan jumlah karyawan 186 orang, modal tetap sebesar Rp 357,141,384,142.55 per tahun. Modal kerja sebesar Rp 117.228.095.838,89 per tahun. Setelah dipotong pajak keuntungan mencapai Rp 80.252.914.055,63 pertahun. Percent return on investment (ROI) sebelum pajak sebesar 32,10% dan sesudah pajak sebesar 22,47%. Pay out time (POT) sebelum pajak sebesar 2,38 tahun dan setelah pajak 3,08 tahun. Break event point (BEP) sebesar 44,9%, shut down point (SDP) sebesar 22,73%, IRR berdasarkan discounted cash flow (DCF) sebesar 42,0%. Berdasarkan pertimbangan bahwa ROI, POT, BEP, SDP dan IRR untuk pabrik beresiko sedang perhitungannya memenuhi standar maka pabrik dibutyl phthalate

ini layak untuk didirikan.

(9)

ix DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUl... i

HALAMAN PENGESAHAN... ii

PERNYATAAN KEASLIAN... iii

MOTTO ...... iv

PERSEMBAHAN ……… v

KATA PENGANTAR... vi

INTISARI... viii

DAFTAR ISI... ix

DAFTAR GAMBAR ……….………. xi

DAFTAR TABEL ……… xii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Kapasitas ... 2

1.3 Lokasi ... 4

1.4 Tinjauan Pustaka ... 6

BAB II DESKRIPSI PROSES 2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ……… 12

2.2 Konsep Reaksi... 13

2.3 Langkah Proses... 16

2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas ..………... 17

2.5 Tata Letak Pabrik dan Peralatan……….... 31

BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES 3.1 Silo ... 37

3.2 Melting Tank ... 37

3.3 Reaktor ... 38

3.4 Netralizer... 38

(10)

x

3.6 Menara Distilasi ... 39

3.7 Tangki ... 41

3.8 Heat Exchanger ... 45

3.9 Pompa ... 51

BAB IVUNIT PENDUKUNG PROSES (UTILITAS) DAN LABORATORIUM 4.1 Unit Pendukung Proses (Utilitas) ... 56

4.2 Laboratorium... 82

BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN 5.1 Bentuk Perusahaan... 86

5.2 Struktur Organisasi Perusahaan ………. 87

5.3 Tugas dan Wewenang ……… 91

5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan... 98

5.5 Penentuan Jumlah Karyawan ………. 100

5.6 Sistem Kepegawaian dan Upah ………. 101

5.7 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji …... 102

5.8 Kesejahteraan Soaial Karyawan Perusahaan …………... 103

5.9 Kesehatan dan Keselamatan Kerja ………. 106

5.10Manajemen Produksi………... 107

BAB VI ANALISA EKONOMI 6.1 Total Capital Invesment ………. 116

6.2 Working Capital .……… 116

6.3 ManufacturingCost ………... 117

6.4 General Expenses ………... 117

6.5 Analisis Keuntungan ……….. 118

6.6 Analisis Kelayakan ……… 118

BAB VII KESIMPULAN 7.1 Kesimpulan………..………... 123 DAFTAR PUSTAKA

(11)

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Grafik Import Dibutyl Phthalate... 3

Gambar 1.2 Reaksi Esterifikasi Dibutyl Phthalate... 6

Gambar 2.1 Diagram Komponen Tiap Arus... 27

Gambar 2.2. Diagram Alir Kuantitatif……...……….... 28

Gambar 2.3 Diagram Alir Kualitatif……... 29

Gambar 2.4. Tata Letak Pabrik………... 34

Gambar 2.5. Tata Letak Peralatan Proses……… 36

Gambar 4.1. Pengolahan Limbah... 81

Gambar 4.2. Diagram Alir Pengolahan Air ... 85

Gambar 5.1. Diagram Struktur Organisasi Perusahaan……….……. 90

(12)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1. Data Impor Indonesia Terhadap Dibutyl Phthalate………..… 2

Tabel 1.2. Data Pabrik Dibutyl Phthalate di Dunia………….……….…. 3

Tabel 2.1. Panas Pembentukan dan Energi Gibbs………. 15

Tabel 2.2. Neraca Massa Total ……….…. 17

Tabel 2.3. Neraca Massa di sekitar Melting Tank ………..…... 18

Tabel 2.4. Neraca Massa di sekitar Reaktor ……….……. 18

Tabel 2.5. Neraca Massa di sekitar Separator ……….…... 19

Tabel 2.6. Neraca Massa di sekitar Netralizer ………..……. 19

Tabel 2.7. Neraca Massa di sekitar Dekanter ……….………… 20

Tabel 2.8. Neraca Massa di sekitar Menara Distilasi 1 ………. 20

Tabel 2.9. Neraca Massa di sekitar Menara Distilasi 2 ………. 21

Tabel 2.10. Neraca Panas di sekitar Melting Tank ……….…… 21

Tabel 2.11. Neraca Panas di sekitar Reaktor ……….……… 22

Tabel 2.12. Neraca Panas di sekitar Netralizer ………. 22

Tabel 2.13. Neraca Panas di sekitar Dekanter ………... 23

Tabel 2.14. Neraca Panas di sekitar Menara Distilasi 1 ……… 23

Tabel 2.15. Neraca Panas di sekitar Menara Distilasi 2 ……… 24

Tabel 2.16. Neraca Panas di sekitar Heater 1 (E-101)……….. 24

Tabel 2.19. Neraca Panas di sekitar Heater 2 (E-104)……….…. 25

Tabel 2.20. Neraca Panas di sekitar Cooler 1 (E-201)……….……. 25

Tabel 2.21. Neraca panas di sekitar Cooler 2 (E-202)………….………. 26

Tabel 2.22. Neraca panas di sekitar Cooler 3 (E-203)……….…………. 26

Tabel 2.23. Data Komponen Tiap Arus Pabrik Dibutyl Phthalate..….…. 30

Tabel 2.24. Perincian Luas Tanah Bangunan Pabrik………. 33

Tabel 4.1. Daftar Kebutuhan Air Pendingin……….. 71

Tabel 4.2. Daftar Kebutuhan Steam………... 72

(13)

xiii

Tabel 4.4. Konsumsi Listrik untuk Keperluan Proses……….. 74

Tabel 4.5. Konsumsi Listrik untuk Unit Pendukung Proses (Utilitas)….. 75

Tabel 5.1. Jadwal Kerja Masing-Masing Regu..……… 100

Tabel 5.2. Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji…………. 102

Tabel 6.1. Harga Indeks Chemical Engineering Plant……….. 112

Tabel 6.2.Total Fixed Capital Investment……….. 116

Tabel 6.3.Working Capital………. 116

Tabel 6.4.Manufacturing Cost………... 117

Tabel 6.5.General Expenses……….. 117

Tabel 6.6.Fixed Cost……….. 119

Tabel 6.7.Variable Cost………. 119

Tabel 6.8.Regulated Cost………... 120