TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK AMONIUM KLORIDA Prarancangan Pabrik Amonium Klorida Dengan Proses Amonium Sulfat - Sodium Klorida Kapasitas 40.000 Ton/Tahun.

(1)

i

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK AMONIUM KLORIDA

DENGAN PROSES AMONIUM SULFAT

-

SODIUM KLORIDA

KAPASITAS 40.000 TON/TAHUN

Diajukan Guna Melengkapi Persyaratan dalam Menyelesaikan Pendidikan Tingkat Strata Satu di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Oleh:

Meilya Suzan Triyastuti

D500100017

Dosen Pembimbing :

1. Ir. Haryanto A.R, MS.

2. M. Mujiburohman, ST., MT., Ph.D

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

ii

HALAMAN PENGESAHAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK KIMIA

Surakarta, Juli 2014

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I

Ir. Haryanto A.R, MS.

NIDN : 0005076302

Dosen Pembimbing II

M. Mujiburohman,ST., MT., PhD.

NIDN : 0608087301 Mengetahui,

Dekan Teknik

Ir. Sri Sunaryono MT., PhD.

NIDN : 0630126302

Ketua Program Studi

Rois Fatoni ST., MSc., PhD.

NIDN : 0603027401

Nama : Meilya Suzan Triyastuti

Nim : D500100017

Judul Tugas Prarancangan Pabrik : Prarancangan Pabrik Amonium Klorida dengan Proses Amonium Sulfat-Sodium KloridaKapasitas 40.000 Ton/Tahun

Dosen Pembimbing : 1. Ir. Haryanto A.R, MS.

(3)

PERNYATAAN ORIGINALITAS

Saya menyatakan bahwa tugas akhir ini adalah hasil pekerjaan saya sendiri dan sepanjang

sepengetahuan saya tidak berisi materi yang dipublikasikan atau ditulis orang lain atau telah

dipergunakan dan diterima sebagai persyaratan menyelesaikan studi di Universitas ini, kecuali

pada bagian–bagian tertentu yang telah dinyatakan dalam teks.

Apabila tugas akhir ini merupakan jiplakan dan atau penelitian karya ilmiah lain, maka

saya siap menerima sanksi baik secara akademis maupun hukum.

Yang Menyatakan,

(4)

iii

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah, segala puji hanya bagi Allah SWT, hanya karena rahmat dan hidayah – NYA , penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan Tugas Akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Amonium Klorida dengan Proses Amonium Sulfat-Sodium Klorida dengan kapasitas 40.000 Ton/tahun”.

Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan baik berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena itu sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ir. Haryanto AR, M.S. selaku dosen pembimbing I dan M. Mujiburohman, ST., MT., Ph.D selaku dosen pembimbing II atas bimbingan dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir.

2. Dosen penguji dalam ujian pendadaran tugas akhir “Prarancangan Pabrik Amonium Klorida dengan Proses Amonium Sulfat-Sodium Klorida dengan kapasitas 40.000 Ton/tahun”.

3. Segenap civitas akademika, atas semua bantuannya.

4. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan, doa, materi, dan semangat yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah.

5. Teman - teman seperjuangan teknik kimia 2010.

Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca sekalian.

(5)

iv

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik ... 1

1.2 Penentuan Kapasitas Perancangan ... 1

1.3 Penentuan Lokasi Pabrik ... 4

1.4 Tinjauan Pustaka ... 6

1.4.1 Macam-macam Proses ... 6

1.4.2 Alasan Pemilihan Proses... 8

1.4.3 Kegunaan Produk... 9

2.1.3 Spesifikasi Produk Samping ... 13

2.2 Konsep Proses ... 14

2.2.1 Dasar Reaksi ... 14

2.2.2 Tinjauan Termodinamika ... 14

2.2.3 Tinjauan Kinetika ... 16

2.2.4 Sifat Reaksi ... 16

2.2.5 Perbandingan Mol Reaktan... 17

(6)

v

2.5 Tata Letak Pabrik dan Peralatan Proses ... 35

2.5.1 Tata Letak Pabrik ... 35

2.5.2 Tata Letak Peralatan Proses ... 39

BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES ... 41

3.1 Spesifikasi Alat Utama ... 41

3.2 Spesifikasi Alat Penunjang ... 48

3.2.1 Silo Penyimpanan Amonium Sulfat ... 48

3.2.2 Silo Penyimpanan Sodium klorida ... 49

3.2.3 Silo Penyimpanan Sodium Sulfat ... 49

3.2.4 Silo Penyimpanan Amonium klorida ... 50

(7)

vi

3.2.12 Pompa – 05 ... 53

3.2.13 Tangki Air -01 ... 54

3.2.14 Belt Conveyor ... 55

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM... 58

(8)

vii

5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ... 93

5.6 Kesejahteraan Sosial Karyawan ... 93

6.4.10Perhitungan Keuntungan ... 104

6.5 Analisis Kelayakan... 105

(9)

viii

(10)

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Perkembangan Impor Amonium KloridaDi Indonesia ……… 2

Tabel 2 Negara Pengekspor Amonium Klorida Di Dunia ……….. 3

Tabel 3 Data Pabrik Amonium Klorida Di Dunia ... 9

Tabel 4 Perbandingan Proses – Proses Pembuatan Amonium Klorida ……… 23

Tabel 5 Neraca Massa Massa Total ………. 23

Tabel 19 Neraca Panas Pada Evaporator ………. 31

Tabel 20 Neraca Panas Pada Crystallizer ………. 32

Tabel 21 Neraca Panas Pada Centrifuge ……… 32

Tabel 22 Neraca Panas Pada Rotary Dryer-121 ……… 33

Tabel 23 Neraca Panas Pada Rotary Dryer-122 ……… 33

Tabel 24 Neraca Panas Total ……… 34

Tabel 25 Perincian Luas Tanah Sebagai Bangunan Pabrik ……….. 38

Tabel 26 Kebutuhan Air Proses ………. 61

Tabel 27 Kebutuhan Air Pendingin ……….. 62

Tabel 28 Kebutuhan Air Untuk Steam ……….. 63

(11)

x

Tabel 30 Kebutuhan Listrik Untuk Keperluan Proses Dan Utilitas ……… 69

Tabel 31 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan ……….. 72

Tabel 32 Total Kebutuhan Listrik Pabrik ………. 73

Tabel 33 Prosedur Analisis Unit Proses ……… 76

Tabel 34 Jadwal Pembagian Kelompok Shift ……….. 89

Tabel 35 Perincian Golongan, Kualifikasi, Jumlah Dan Gaji Karyawan …… 91

Tabel 36 Indeks Harga Alat …... 96

Tabel 37 Harga Pembelian Alat ………. 99

Tabel 38 Fixed Capital Investment ……….101

Tabel 39 Working Capital Investment ………102

Tabel 40 Direct Manufacturing Cost ……….102

Tabel 41 Indirect Manufacturing Cost ………103

Tabel 42 Fixed Manufacturing Cost ……….103

Tabel 43 Total Manufacturing Cost ………..103

Tabel 44 General Expense ……….104

Tabel 45 Total Penjualan Produk ……….104

Tabel 46 Analisis Kelayakan ………109

(12)

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Grafik Impor Amonium KloridaDi Indonesia ……… 3

Gambar 2 Lokasi Pabrik ……… 6

Gambar 3 Diagram Blok Sederhana ……… 8

Gambar 4 Diagram Alir Kualitatif ……… 18

Gambar 5 Diagram Alir Kuantitatif ... 19

Gambar 6 Diagram Alir Proses ... 20

Gambar 7 Tata Letak Pabrik ………. 38

Gambar 8 Tata Letak Alat ………. 40

Gambar 9 Diagram Alir Pengolahan Air Sungai ………. 60

Gambar 10 Blok Diagram Proses Pengolahan Limbah Cair ... 79

Gambar 11 Struktur Organisasi Pabrik Amonium Klorida ……….. 82

Gambar 12 Chemical Engineering Cost Index ………... 92

Gambar 13 Grafik Analisis Kelayakan ……….110

(13)

xii

INTISARI

Amonium klorida digunakan sebagai bahan baku dalam industri baterai kering, pupuk dan bahan penunjang industri farmasi. Pabrik amonium klorida untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan adanya peluang ekspor yang masih terbuka, dengan kapasitas 40.000 ton/tahun dengan bahan baku amonium sulfat 49.282,5931 ton/tahun dan sodium klorida 43.799,9931 ton/tahun. Direncanakan lokasi pabrik yang cukup strategis yaitu di Kawasan Industri Gresik Jawa Timur pada tahun 2020, di mana kebutuhan utilitas yang berupa air didapatkan dari sungai Brantas dan energi listrik didapatkan dari generator.

Proses pembuatan amonium klorida diperoleh dengan cara mereaksikan amonium sulfat dengan sodium klorida dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) yang dilengkapi dengan koil pemanas dan pada kondisi tekanan 1 atm dan suhu 1000C. Produk yang keluar dari reaktor yang berupa larutan amonium klorida dilewatkan pada evaporator agar mencapai kondisi jenuh sebelum masuk ke crystallizer. Produk yang keluar dari crystallizer dilewatkan pada centrifuge untuk memisahkan kristal amonium klorida dengan cairan induknya, dan selanjutnya dikeringkan di dalam rotary dryer. Sedangkan endapan sodium sulfat yang terbentuk setelah keluar dari reaktor, selanjutnya dipisahkan pada rotary vacuum filter lalu dikeringkan di dalam rotary dryer. Unit pendukung proses terdiri dari unit penyediaan air, steam, tenaga listrik, penyediaan bahan bakar, serta unit pengolahan limbah. Pabrik ini dilengkapi dengan laboratorium untuk menjaga mutu bahan baku dan kualitas produk agar sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Bentuk perusahaan adalah PT (Perseroan Terbatas) dengan struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan dibagi menurut jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non shift .

Hasil analisis ekonomi terhadap prarancangan pabrik amonium klorida

diperoleh bahwa total investasi (Total Capital Investment) sebesar Rp 892.819.287.095,00 dan total biaya produksi (Production Cost) Rp 1.222.438.931.001,00. Dari analisa kelayakan diperoleh hasil ROI (Return on