TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK SODIUM DODEKILBENZEN SULFONAT DENGAN PROSES SULFONASI OLEUM KAPASITAS 90.000 TON PER TAHUN.

(1)

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK

SODIUM DODEKILBENZEN SULFONAT

DENGAN PROSES SULFONASI OLEUM

KAPASITAS 90.000 TON PER TAHUN

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

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Oleh :

INA ISTIQOMAH D 500050018

Dosen Pembimbing :

Ir. H. HARYANTO, AR, MS. Dr. Ir. AHMAD M. FUADI, MT.

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK KIMIA

NAMA : Ina Istiqomah

NIM : D 500050018

JUDUL TPP : Prarancangan Pabrik Sodium Dodekilbenzen Sulfonat dengan Proses Sulfonasi Oleum Kapasitas 90.000 Ton Per Tahun.

Dosen Pembimbing : 1. Ir. H. Haryanto, AR, MS. 2. Dr. Ir. Ahmad M. Fuadi, MT.

Surakarta, Juli 2011

Menyetujui,

Pembimbing 1

Ir. H. Haryanto AR, M.S. NIP : 196307051990031002

Pembimbing II

Dr. Ir. Ahmad M. Fuadi, MT. NIK : 618

Dekan Teknik

Ir. Agus Riyanto, M.T NIK : 483

Ketua Jurusan

Ir. H. Haryanto AR, M.S. NIP : 196307051990031002

(3)

INTISARI

Sodium Dodekilbenzen Sulfonat (SDBS) merupakan surfaktan, yaitu bahan baku yang digunakan sebagai bahan pembersih, bahan dasar pembuatan sabun dan deterjen serta pembersih lainnya. Sodium dodekilbenzen sulfonat memiliki sifat linier-alkilbenzen sulfonat (LAS) yaitu rantai alkil lurus yang mampu berdegradasi dengan bantuan mikroorganisme, sehingga dapat terurai secara alami di air. Guna memenuhi kebutuhan dalam negeri sebesar 237.380 ton/tahun dan pabrik yang baru beroperasi dalam pembuatan sodium dodekilbenzen sulfonat di Indonesia yakni PT. Aktif Indonesia Indah kapasitas 100.000 ton/tahun. Melihat peluang yang begitu terbuka maka direncanakan pendirian pabrik SDBS dengan kapasitas 90.000 ton/tahun dengan kemurnian 85%. Pabrik SDBS direncanakan berdiri di Tangerang, Banten pada tahun 2013.

Proses pembuatan sodium dodekilbenzen sulfonat dengan proses sulfonasi terdiri dari 5 tahap yaitu : persiapan bahan baku, sulfonasi,pemisahan, netralisasi, dan pemurnian produk. Tahap awal, proses sulfonasi menggunakan bahan baku dodekilbenzene dan oleum 20% dengan perbandingan sebesar 1 : 1.25, pada suhu operasi 46°C dan tekanan 1 atm bersifat eksoterm, isothermal non adiabatis dan irreversibel dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB). Hasil sulfonasi ditambahkan air dalam mixer (M-01) sehingga kadar asam sulfat menjadi 78% kemudian dipisahkan dalam decanter dengan hasil fase beratnya yakni asam sulfat 78% dan fase ringannya yakni dodekilbenzene sulfonat. Setelah proses reaksi pembentukan produk dodekilbenzene sulfonat terjadi, kemudian dinetralisasi dengan penambahan sodium hidroksida 20% pada suhu 55°C dan tekanan 1 atm dalam netralisator, terjadi reaksi antara dodekilbenzene sulfonat dengan sodium hidroksida 20% membentuk sodium dodekilbenzene sulfonat (produk) dan juga reaksi antara asam sulfat dengan sodium hidroksida membentuk sodium sulfur (impuritas). Produk keluaran netralisator dimurnikan dalam evaporator hingga diperoleh sodium dodekilbenzene sulfonat dengan kemurnian produk 85% dan penghilangan kadar airnya hingga mencapai 3%.

Pabrik sodium dodekilbenzen sulfonat direncanakan beroperasi selama 330 hari/tahun dalam jumlah karyawan sebanyak 163 orang dengan modal tetap sebesar Rp. 510.500.533.799,05 dan modal kerja Rp. 93.889.161.257,38. Analisis ekonomi dan kelayakan terhadap pabrik ini menunjukkan keuntungan yang diperoleh sebelum pajak sebesar Rp. 156.392.819.417,32 pertahun dan perolehan keuntungan setelah pajak sebesar Rp. 109.474.973.592,13 pertahun. Percent Return On Invesment (ROI) sebelum pajak 30.63% dan setelah pajak 21.46%. Pay Out time (POT) sebelum pajak 2.46 tahun dan setelah pajak 3.18 tahun. Break Event Point (BEP) sebesar 44.30% dan Shut Down Point (SDP) sebesar 25.17%. Discounted cash Flow (DCF) terhitung sebesar 26.56%. Berdasarkan pertimbangan bahwa ROI, POT, BEP, dan DCF untuk pabrik beresiko rendah perhitungan memenuhi standar, maka pabrik ini layak untuk didirikan.

(4)

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat hidayah dan petunjuk-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas akhir prarancangan pabrik kimia ini dengan baik. Tidak lupa sholawat serta salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat dan seluruh pengikutnya.

Penyusunan naskah tugas akhir ini berjudul “Prarancangan Pabrik Kimia Sodium Dodekilbenzen Sulfonat dengan Proses Sulfonasi Oleum Kapasitas 90.000 Ton/Tahun” telah diselesaikan sebagai prasyarat jenjang studi sarjana untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dengan tugas ini diharapkan kemampuan penalaran dan penerapan teori-teori yang telah diperoleh selama kuliah dapat berkembang dan dapat dipahami dengan baik serta dapat memperkaya alternatif industri masa depan bagi Indonesia.

Penyelesaian penyusunan naskah tugas akhir ini telah banyak menerima bantuan, petunjuk, bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak yang sangat bermanfaat. Melalui laporan ini penyusun ingin mengucapkan terima kasih, terutama kepada :

1. Bapak Ir. H. Haryanto AR, M.S, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta dan selaku Dosen Pembimbing I. 2. Bapak Dr. Ir. H. Ahmad M. Fuadi, M.T. selaku Dosen Pembimbing II. 3. Bapak dan Ibu Dosen Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta

atas segala bimbingan dan arahannya.

4. Keluarga yang selalu mendoakan dan memberi semangat serta dukungan. 5. Teman-teman Teknik Kimia UMS serta yang selalu memberikan dorongan

dan motivasi.

Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan laporan tugas akhir ini masih banyak terdapat kekurangan dan kesalahan, untuk itu penyusun

(5)

mengharapkan saran dan kritik membangun demi kesempurnaan laporan ini. Dan semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak. Akhir kata penulis mohon maaf apabila ada salah kata, dan terima kasih.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta, Juli 2011

(6)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

INTISARI ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR TABEL ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xi

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

1.1Latar Belakang Pendirian Pabrik ... 1

1.2Kapasitas Pabrik ... 2

1.3Lokasi Pabrik ... 4

1.4Tinjauan Pustaka ... 5

1.4.1 Sodium Dodekilbenzene Sulfonat ... 5

1.4.2 Macam-macam Proses Sulfonasi ... 7

1.4.3 Sifat Fisik Dan Kimia Bahan Baku Dan Produk ... 10

1.4.4 Tinjauan Proses Secara Umum ... 14

1.4.5 Kegunaan Produk ... 15

BAB II. DISKRIPSI PROSES ... 17

2.1. Spesifikasi Bahan Baku ... 17

2.2. Spesifikasi Bahan Pembantu ... 18

2.3. Spesifikasi Produk ... 18

2.4. Uraian Proses ... 19

2.4.1. Penyiapan Bahan Baku ... 19

2.4.2. Proses Sulfonasi ... 20

2.4.3. Proses Pemisahan ... 20

2.4.4. Proses Netralisasi ... 21

2.4.5. Proses Pemurnian Produk ... 21

2.5. Kondisi Operasi ... 21

2.6. Tinjauan Thermodinamika ... 22

2.7. Diagram Alir Neraca Massa dan Neraca Panas ... 27

(7)

2.7.1. Neraca Massa ... 27

2.7.2. Neraca Panas ... 33

2.8. Tata Letak Pabrik dan Peralatan ... 36

2.8.1. Tata Letak Pabrik ... 36

2.8.2. Tata Letak Peralatan ... 40

BAB III. SPESIFIKASI PERALATAN PROSES... 43

BAB IV. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ... 67

4.1. Utilitas ... 67

4.1.1. Unit Penyedia dan Pengolahan Air ... 67

4.1.2. Unit Pembangkit Steam ... 74

4.1.3. Unit Penyediaan Udara Tekan ... 75

4.1.4. Unit Pembangkit Listrik ... 75

4.1.5. Unit Penyediaan Bahan Bakar ... 77

4.1.6. Unit Pengolahan Limbah ... 78

4.1.7. Spesifikasi Alat-alat Utilitas ... 78

4.2. Laboratorium ... 95

BAB V. MANAJEMEN PERUSAHAAN ... 98

5.1. Bentuk Perusahaan ... 98

5.2. Struktur Organisasi ... 99

5.3. Tugas dan Wewenang ... 103

5.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan ... 106

5.5. Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ... 108

5.6. Kesejahteraan Karyawan ... 110

5.7. Manajemen Produksi ... 111

BAB VI. ANALISIS EKONOMI ... 113

6.1. Total Capital Invesment ... 118

6.2.Working Capital ... 119

6.3.Manufacturing Cost ... 119

6.4.General Expences ... 120

6.5. Analisis Keuntungan ... 120

(8)

6.6.1. Return On Invesment ... 120

6.6.2. Pay Out Time ... 121

6.6.3. Break Even Point ... 122

6.6.4. Shut Down Point ... 122

6.6.5. Discounted Cash Flow ... 123

KESIMPULAN ... 125 DAFTAR PUSTAKA

(9)

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data Impor Sodium Dodekilbenzen Sulfonat ... 2

Tabel 2.1 Neraca Massa Total ... 27

Tabel 2.2 Neraca Massa di Reaktor ... 27

Tabel 2.3 Neraca Massa di Mixer-01 ... 28

Tabel 2.4 Neraca Massa di Decanter ... 28

Tabel 2.6 Neraca Massa di Netralizer... 29

Tabel 2.8 Neraca Massa di Evaporator ... 30

Tabel 2.9 Neraca Panas Total ... 30

Table 2.10 Neraca Panas di Heat Excanger-01 ... 31

Table 2.11 Neraca Panas di Heat Excanger-02 ... 31

Tabel 2.12 Neraca Panas di Reaktor ... 32

Tabel 2.13 Neraca Panas di Mixer-01 ... 32

Tabel 2.14 Neraca Panas di Cooler-01 ... 32

Tabel 2.15 Neraca Panas di Decanter ... 33

Tabel 2.17 Neraca Panas di Heat Excanger-03 ... 33

Tabel 2.18 Neraca Panas di Heat Excanger-04 ... 34

Tabel 2.19 Neraca Panas di Netralizer ... 34

Tabel 2.21 Neraca Panas Evaporator ... 35

Tabel 2.22 Neraca Panas di Cooler-02 ... 35

Tabel 2.23 Perincian Luas Tanah Bangunan Pabrik ... 37

Tabel 4.1 Kebutuhan Listrik untuk Proses ... 76

Tabel 4.2 Kebutuhan Listrik untuk Utilitas ... 76

Tabel 5.1 Jabatan dan Prasyarat ... 108

Tabel 5.2 Perincian Jumlah Karyawan ... 109

Tabel 5.3 Pengolongan Gaji Karyawan ... 109

Tabel 6.1 Cost Index Chemical Plant Tahun 1990-2002 ... 115

(10)

Tabel 6.2 Total Capital Investement ... 118

Tabel 6.3 Working Capital ... 119

Tabel 6.4 Manufacturing Cost ... 119

Tabel 6.5 General Expenses ... 120

Tabel 6.6 Fixed Cost ... 121

Tabel 6.7 Regulated Cost ... 122

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Grafik Data Import SDBS . ... 2

Gambar 1.2 Rumus Bangun Sodium Dodekilbenzen Sulfonat ... 6

Gambar 1.3 Diagram Blok Proses Sodium Dodekilbenzen Sulfonat ... 16

Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif ... 25

Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif ... 26

Gambar 2.3 Tata Letak Pabrik... 39

Gambar 2.4 Tata Letak Peralatan ... 42

Gambar 4.1 Proses Pengolahan Air Sungai ... 94

Gambar 5.1 Struktur Organisasi Perusahaan ... 102

Gambar 6.1 Grafik Hubungan Tahun dengan Cost index ... 115

Gambar 6.2 Grafik Analisa BEP ... 124