LAPORAN TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK MONONITROTOLUENA DARI TOLUENA DAN ASAM CAMPURAN DENGAN PROSES KONTINYU KAPASITAS 35.000 TON PER TAHUN.

(1)

i

LAPORAN TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK

MONONITROTOLUENA DARI TOLUENA DAN

ASAM CAMPURAN DENGAN PROSES KONTINYU

KAPASITAS 35.000 TON PER TAHUN

Oleh:

ADIN NOVITASANI

D 500 060 009

Dosen pembimbing:

1. Ir. Herry Purnama, MT, Ph.D

2. Malik Musthofa, ST, M.Sc

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

SURAKARTA

(2)

ii

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK KIMIA

Nama : Adin Novitasani

NIM : D 500 060 009

Judul TPP : Prarancangan Pabrik Mononitrotoluena dari Toluena dan Asam Campuran dengan Proses Kontinyu Kapasitas 35.000 Ton/Tahun

Dosen Pembimbing : 1. Ir. Herry Purnama, M.T., Ph.D 2. Malik Musthofa, S.T., MS.c

Surakarta, Juli 2011

Menyetujui, Dosen pembimbing I

Ir. Herry Purnama, M.T., Ph.D NIK.664

Dosen pembimbing II

Malik Musthofa, S.T., MS.c NIK: 990

Mengetahui,

An. Dekan Fakultas Teknik

Ir. Agus Riyanto, M.T. NIK.483

Ketua Jurusan Teknik Kimia

(3)

iii

PERNYATAAN ORIGINALITAS

Dengan ini, saya menyatakan bahwa dalam karya ilmiah ini, tidak ada plagiatisme dari karya ilmiah sebelumnya yang telah dipublikasikan untuk memperoleh gelar sarjana dari sebuah universitas, atau ada pendapat maupun karya yang telah ditulis atau dipublikasikan atau orang lain, kecuali yang disebut dalam naskah dan disebutkan dalam review literatur dan daftar pustaka. Oleh karena itu, jika kemudian terbukti bahwa ada beberapa pernyataan tidak benar dalam kesaksian ini, saya bersedia bertanggung jawab sepenuhnya.

(4)

iii

ABSTRAKSI

Perancangan Pabrik Mononitrotoluena (MNT) dengan bahan baku toluena dan asam campuran dengan menggunakan asam sulfat sebagai katalisnya ini direncanakan beroperasi selama 330 hari/tahun. Pabrik dengan luas area sebesar 30.200 m2 ini direncanakan dibangun pada tahun 2015 di lokasi industri Cilacap, Propinsi Jawa Tengah yang berdekatan dengan Pertamina UP. IV Cilacap dan PT Multi Nitrotama Kimia di Cikampek sebagai penyedia bahan baku utama. Pabrik ini beroperasi dengan kapasitas 35.000 ton/tahun, dengan pertimbangan dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri dan mengurangi ketergantungan impor.

Proses pembuatan MNT berlangsung pada fase cair dengan menggunakan reaktor CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor) dengan kondisi tekanan pada 1atm dan suhu 50 0C. Reaksi berlangsung secara eksotermis, irreversible, dan non adiabatis.

Untuk menunjang proses produksi, maka didirikan unit pendukung yaitu unit penyediaan air sebesar 170.000 kg/jam., Kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan dua buah generator set sebesar 750 kW sebagai cadangan, bahan bakar sebanyak 4,644 m3/jam.

(5)

iv

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

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

Judul Tugas Akhir ini adalah Prarancangan Pabrik Mononitrotoluena dari Toluena dan Asam Campuran dengan Proses Kontinyu Kapasitas 35.000 Ton/Tahun. Tugas Prarancangan Pabrik Kimia merupakan tugas akhir yang harus diselesaikan oleh setiap mahasiswa Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta sebagai prasyarat untuk menyelesaikan jenjang studi sarjana. Dengan tugas ini diharapkan kemampuan penalaran dan penerapan teori-teori yang telah diperoleh selama kuliah dapat berkembang dan dapat dipahami dengan baik.

Penyelesaian penyusunan laporan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan bimbingan serta dorongan dari berbagai pihak. Melalui laporan ini penyusun ingin mengucapkan terima kasih yang tiada terhingga, terutama kepada:

1. Bapak Ir H. Haryanto AR, MS selaku ketua Jurusan Teknik kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Ibu Akida Mulyaningtyas, ST,M.Sc selaku koordinator tugas akhir.

3. Bapak Ir. Herry Purnama, M.T, Ph.D selaku pembimbing utama yang dengan kesabarannya telah memberikan bimbingan kepada penulis hingga terselesainya tugas akhir ini.

4. Bapak Malik Musthofa, ST., MSc selaku pembimbing II, yang telah memberikan bimbingan dan nasehat hingga selesainya tugas akhir ini.

(6)

v

6. Papa dan Mama tercinta atas semua cinta, kasih sayang, pengorbanan dan

untaian doa’nya yang tak pernah henti-hentinya memberikan dukungannya kepada penulis serta semua yang terbaik yang telah diberikan kepada penulis selama ini, kalianlah sumber motivasiku.

7. Keluargaku tersayang Ikatania Prafitasani, Pungki Arina Windiasani, Bhara Lucky Arta Pratama yang telah memberikan dukungan untuk penulis selama ini.

8. Untuk teman satu team, Kartini yang telah bekerja sama dan berjuang bareng dari awal sampai terselesainya tugas ini.

9. Teman dekatku Fajar Aji Pamungkas, terimakasih untuk semua perhatian, nasehat, dukungan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

10. Sahabat-sahabat ku yang telah membantu Tugas Akhir ku selama ini, Tiwi, Arum, Jay, Susan, Bundo, dan Suryo, terima kasih buat semuanya.

11. Teman-teman seperjuangan angkatan 2006 dan semua temen-temen UMS, terima kasih atas kerja samanya.

12. Serta semua yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam skripsi ini untuk itu saran dan kritik yang membangun dari pembaca sangat penulis harapkan. Dan semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

(7)

vi

2.2.3. Tinjauan Thermodinamika ... 15

2.2.4. Tinjauan Kinetika ... 18

(8)

vii

BAB. IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ... 96

(9)

viii

5.7. Manajemen Produksi ... 147

5.7.1. Perencanaan Produksi ... 148

5.5.2. Pengendalian Proses ... 148

BAB. VI ANALISA EKONOMI ... 150

6.1. Total Fixed Capital Investment ... 156

6.2. Working Capital ... 156

6.3. Manufacturing Cost . ……….. 157

6.4. General Expenses ... 157

6.5. Analisis Ekonomi ... 158

BAB. VII KESIMPULAN ... 165 DAFTAR PUSTAKA

(10)

ix

Gambar 4.1. Proses Pengolahan Air Sungai (Utilitas Air) ... 131

Gambar 5.1. Struktur Organisasi Perusahaan ... 149

Gambar 6.1. Grafik Perhitungan Analisis Ekonomi ... 163

Gambar 6.2. Grafik Analisis Ekonomi ... 164

DAFTAR TABEL

Tabel 2.5. Neraca Massa di Sekitar Dekanter-01... 26

Tabel 2.6. Neraca Massa di Sekitar Evaporator-01 ... 27

Tabel 2.7. Neraca Massa di Sekitar Netralizer-01 ... 28

Tabel 2.8. Neraca Massa di Sekitar Dekanter-02... 28

Tabel 2.9. Neraca Massa di Sekitar Tangki Pencuci ... 28

Tabel 2.10. Neraca Massa di Sekitar Menara Distilasi-01 ... 29

Tabel 2.11. Neraca Massa Total... 30

Tabel 2.12. Neraca Panas di Sekitar Mixer-01... 31

Tabel 2.13. Neraca Panas di Sekitar Reaktor-01 ... 31

(11)

x

Tabel 2.15. Neraca Panas di Sekitar Evaporator-01 ... 32

Tabel 2.15. Neraca Panas di Sekitar Netralizer-01 ... 33

Tabel 2.17. Neraca Panas di Sekitar Dekanter-02 ... 34

Tabel 2.18. Neraca Panas di Sekitar Menara Distilasi-01 ... 34

Tabel 2.19. Neraca Panas di Sekitar Heat Exchanger-01 ... 35

Tabel 2.25. Neraca Panas di Sekitar Cooler-01 ... 37

Tabel 2.29. Perincian Luas Tanah Bangunan Pabrik ... 41

Tabel 4.1. Kebutuhan Air Pendingin ... 104

Tabel 4.2. Kebutuhan Steam ... 105

Tabel 4.3. Kebutuhan Air Sanitasi ... 105

Tabel 4.4. Konsumsi Listrik untuk Keperluan Proses ... 109

Tabel 4.5. Konsumsi Listrik untuk Unit Pendukung Proses (Utilitas) ... 110

Tabel 5.1. Sistem Pembagian Kerja ... 142

Tabel 5.2. Penggolongan Jabatan dalam Suatu Perusahaan ... 143

Tabel 5.3. Jumlah Karyawan Sesuai Jabatan dan Gaji ... 144

Tabel 5.3. Pembagian Karyawan Proses Tiap Shift ... 145

Tabel 6.1. Cost Index Chemical Plant ... 151

Tabel 6.2. Total Fixed Capital Investment ... 156

(12)

xi

MOTTO

 Destiny is not a matter of chance, it’s a matter of choice (Mike Jones).  Kehidupan adalah sebuah tualang yang butuh tujuan

.

 Education is the ability to listen to almost anything without losing

confidence or temper (Robert Frost).

 Hal kecil membentuk kesempurnaan, namun kesempurnaan bukanlah hal yang kecil (Demokritos)

 Stop dreaming start action.

(13)

xii

PERSEMBAHAN

Allah SWT, segala puji syukur kupanjatkan hanya kepada-Mu, (Atas segala rahmat dan nikmat yang telah Engkau berikan kepada hamba-Mu)

Junjungan kami Nabi Muhammad SAW dan para sahabatnya, (Untuk suri tauladan yang yang begitu mulia bagi kami)

Mama dan Papa tercinta,(Atas semua cinta, kasih sayang, pengorbanan dan

untaian doa’nya yang tak pernah henti-hentinya memberikan dukungannya kepadaku serta semua yang terbaik yang telah diberikan kepadaku selama ini, kalianlah sumber motivasiku)

Pak Herry, (terima kasih atas bimbingannya dan arahannya selama mengerjakan tugas akhir ini)

Pak Malik, (terima kasih atas masukannya untuk tugas akhir ini)

Kakak dan Adik’ku, (kalianlah yang memberikan semangat dan dukungan, memberikan senyum yang selalu ada untuk menguatkanku)

Mas Ajhie, (yang selalu ada untuk membantuku, selalu memberi aku doa, semangat, nasehat, dukungan, cinta dan sayangnya. Terima kasih untuk semuanya, semoga sukses di tangan kita)

Sahabatku dan semua teman seperjuangan TEKIM’06, (Ayo Semangat, sukses untuk kalian semua)