LAPORAN TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK FENOL DARI KUMEN HIDROPEROKSIDA DAN KATALIS ASAM SULFAT DENGAN PROSES DEKOMPOSISI KUMEN HIDROPEROKSIDA KAPASITAS 60.000 TON/TAHUN.

(1)

LAPORAN TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK FENOL

DARI KUMEN

HIDROPEROKSIDA DAN KATALIS ASAM SULFAT DENGAN

PROSES DEKOMPOSISI KUMEN HIDROPEROKSIDA

KAPASITAS 60.000 TON/TAHUN

Disusun oleh: MUHAMMAD SYAHAB

NIM. D 500 110 002

Dosen pembimbing:

Tri Widayatno, S.T., M.Sc., Ph.D Hamid, ST., M.T

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

(3)

(4)

INTISARI

Fenol merupakan bahan kimia dalam industri yang masuk dalam kelas hydrobenzen. Fenol banyak digunakan dalam industri terutama industri resin fenolat, pembuatan bisfenol-A, industri plastik, dan lain sebagainya. Kebutuhan fenol di Indonesia cenderung mengalami peningkatan tiap tahunnya. Oleh sebab itu pendirian pabrik fenol di Indonesia sangat penting untuk mengurangi impor. Pabrik fenol ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri dan tidak menutup kemungkinan untuk diekspor.

Proses pembuatan fenol dilakukan dengan dekomposisi kumen hidroperoksida dengan katalis asam sulfat. Dekomposisi kumen hidroperoksida dijalankan pada reaktor alir tangki berpengaduk (RATB) dengan kondisi operasi suhu 65oC dan tekanan 2 atm. Reaksi di dalam reaktor bersifat eksotermis. Produk samping yang utama dari proses ini adalah aseton. Pemurnian produk dilakukan dengan proses destilasi, sehingga diperoleh produk dengan kemurnian 99,9%.

Pabrik fenol dirancang dengan kapasitas 60.000 ton/tahun yang beroperasi selama 330 hari/tahun. Pabrik fenol ini membutuhkan bahan baku kumen hidroperoksida (CHP) sebanyak 110.001,44 ton/tahun, dan asam sulfat sebanyak 395,00 ton/tahun. Unit utilitas sebagai penunjang proses produksi membutuhkan air sebanyak 35.914,076 kg/jam yang diambil dari sungai Cisadene, saturated steam sebanyak 37.347,86 kJ/jam diperoleh dari boiler dengan bahan bakar solar sebanyak 4,25 liter/jam, kebutuhan listrik sebesar 73,701 kW listrik dipasok dari PLN serta generator set sebagai cadangan, dan kebutuhan udara tekan sebesar 101,52 m3/jam.

Dari analisis ekonomi, pabrik fenol ini membutuhkan modal tetap (fixed capital) sebesar Rp. 369.400.804.196,96 dan modal kerja (working capital) sebesar Rp. 775.067.521.406,41. Keuntungan yang diperoleh sebelum pajak sebesar Rp. 230.727.007.195,05 tiap tahun. Keuntungan sesudah pajak sebesar Rp. 161.508.905.036,54 tiap tahun. Hasil analisis kelayakan menyatakan bahwa percent return on investment (ROI) sebelum pajak sebesar 62,46% dan setelah pajak sebesar 43,73%. Pay out time (POT) sebelum pajak 1,38 tahun sedangkan setelah pajak sebesar 1,86 tahun. Break even point (BEP) sebesar 51,31% kapasitas, dan shut down point (SDP) sebesar 41,96% kapasitas. Discounted cash flow (DCF) sebesar 38%. Berdasarkan hasil analisa dengan parameter tersebut, maka pabrik fenol ini layak untuk didirikan di Indonesia.

(5)

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum wr.wb

Alhamdulillah puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufiq dan hidayahnya. Sholawat serta salam semoga tercurahkan kepada Rosullulloh Muhammad SAW, sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Fenol dari Kumen Hidroperoksida dan Katalis Asam Sulfat dengan Proses Dekomposisi Kumen

Hidroperokisida kapasitas 60.000 ton/tahun” sebagai syarat untuk memperoleh

gelar kesarjanaan Starta 1, Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dalam penyusunan laporan tugas akhir ini penyusun telah menerima banyak bimbingan, petunjuk dan bantuan yang sangat bermanfaat dari berbagai pihak. Oleh sebab itu, pada kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih yang besar-besarnya kepada:

1. Kepada IBU yang tanpa pernah lelah ataupun berhenti memberikan doa, dukungan,

kasih sayang dan do‟a restu.

2. Bapak Rois Fatoni, S.T., M.Sc., Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia UMS. 3. Bapak Tri Widayatno, S.T., M.Sc., Ph.D, selaku Dosen Pembimbing I.

4. Bapak Hamid, S.T., M.T, selaku Dosen Pembimbing II.

5. Segenap dosen, staf, dan karyawan Universitas Muhammadiyah Surakarta.

6. Teman-teman Teknik Kimia UMS angkatan 2011 yang selalu memberikan dukungan dan fasilitas serta semua pihak yang tudak bisa penyusun sebutkan satu per satu.

(6)

SPECIAL THANKS

 Bapak Tri Widayatno, S.T., M.Sc., Ph.D dan Hamid, S.T., M.T, terima kasih atas bimbingannya, terkhusus kepada bapak Tri terima kasih karena dalam kurun waktu 2 semester telah memberikan support dan motivasinya dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Sekali lagi terima kasih dosen pembimbingku kalian luar biasa.

 Partner Tugas akhirku Wahyu Puji Astuti, berkat dirimu tugas akhir ini dapat rampung sesuai dengan schedule.

 Teman-teman seperjuangan teknik kimia angkatan 2011, bersama kalian waktu terasa cepat. Pada awalnya kita selalu bareng-bareng sampai saat di mana skala prioritas dan passion kita beda, mungkin itu yang menjadikan hubungan angkatan kita di akhir semester ini menjadi kurang harmois, namun hal ini tidak menjadikan memori selama kurun waktu 9 semester hilang sudah. Semoga kedepannya setelah lulus hal itu semakin membaik dalam ikatan alumni Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta.

 Teman – teman di KMTK (Keluarga Mahasiswa Teknik Kima) sebagai bagian dari pembentuk kepribadaianku, terimakasih telah diberi amanah dan kepercayaan dalam memimpin KMTK selama satu periode.

(7)

MOTTO



Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah nasib suatu kaum, sehingga mereka mengubah nasib yang ada pada diri mereka sendiri (QS: Al-Muadalah: 11).



Tak kan seorang mencapai bentuk kesempurnaannya tanpa bantuan sahabat (Mario Teguh).



Hidup adalah soal keberanian menghadapi yang tanda Tanya. Tanpa kita bisa mengerti, tanpa kita bisa menawar. Terimalah, dan hadapilah (Soe Hok Gie).



Hidup harus punya tujuan. Kita harus tau ke mana kita melangkah untuk apa kita melangkah dan bagaimana kita melangkah (Syahab).

(8)

PERSEMBAHAN

“Perjuangan merupakan pengalaman berharga yang dapat menjadikan kita manusia yang berkualitas.”

Karya sederhana ini khusus ku persembahan untuk:

Agamaku, sebagai “Rohmatan lil „alamin” sehingga aku memiliki kekuatan untuk tegar menapakkan langkah kaki perjuangan.

Ibu, terima kasih karena engkau tetap tegar dan semangat dalam mendidik dan membersarkan anakmu ini tanpa berhenti memberikan dukungan, kasih sayang,

dan do‟a restu. Terima kasih ibu.

(9)

(10)

1.4.4. Tinjauan Proses Secara Umum ... 12

BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES ... 35

3.1 Accumulator (ACC) ... 35

3.2 Condensor (CD) ... 37

3.3 Heat Exchager ... 42

(11)

(12)

5.10. Manajemen Produksi ... 128

5.10.1. Perencanaan Produksi ... 128

5.10.2. Pengendalian Produksi ... 129

BAB VI ANALISA EKONOMI ... 131

6.1. Capital Invesment ... 134

6.2. Manufacturing Cost (MC) ... 134

6.3. General Expenses (GE) ... 135

6.4. Analisis Kelayakan ... 135

6.4.1. Percent Return on Investment (ROI) ... 135

6.4.2. Pay out Time (POT) ... 135

6.4.3. Break Even Point (BEP) ... 136

6.4.4. Shut Down Point (SDP) ... 136

BAB VII KESIMPULAN ... 143 DAFTAR PUSTAKA

(13)

DAFTAR LAMBANG

(14)

DAFTAR TABEL

Tabel 1. 1. Data Impor Negara Indonesia terhadap Fenol ... 2

Tabel 1. 2. Data Pabrik Fenol di Dunia ... 3

Tabel 2. 1. Harga ∆Hof untuk beberapa komponen ... 17

Tabel 2. 2. Harga ∆Go untuk beberapa komponen ... 18

Tabel 2. 3. Neraca Massa Reaktor ... 20

Tabel 2. 4. Neraca Massa di Menara Destilasi (D-01) ... 21

Tabel 2. 9. Neraca Panas di Reaktor (R) ... 22

Tabel 2. 10. Neraca Panas di Menara Destilasi (D-01) ... 23

Tabel 2. 15. Perincian Luas Bangunan Pabrik ... 30

Tabel 4. 1. Daftar Kebutuhan Air Pendingin ... 90

Tabel 4. 2. Daftar Kebutuhan Steam ... 90

Tabel 4. 3. Daftar Kebutuhan Air Sanitasi ... 91

Tabel 4. 4. Konsumsi Listrik untuk Keperluan Proses... 93

(15)

Tabel 6. 2. Total Fixed Capital Investment ... 137

Tabel 6. 3. WorkingCapital ... 137

Tabel 6. 4. ManufacturingCost ... 137

Tabel 6. 5. General Expenses ... 138

Tabel 6. 6. Fixed Cost ... 140

Tabel 6. 7. Variable Cost ... 140

Tabel 6. 8. Regulated Cost ... 141

(16)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. 1. Grafik Impor Fenol ... 3

Gambar 1. 2. Dekomposisi Kumen Hidroperoksida ... 12

Gambar 2. 1. Dekomposisi Kumen Hidroperoksida ... 15

Gambar 2. 2. Diagram Alir Kualitatif ... 26

Gambar 2. 3. Diagram Alir Kuantitatif ... 27

Gambar 2. 4. Layout Bangunan Pabrik ... 31

Gambar 2. 5. Tata Letak Peralatan Proses ... 34

Gambar 4. 1. Blok Diagram Pengolahan Air ... 100

Gambar 4. 2. Blok Diagram Pengolahan Limbah Pabrik Fenol ... 101

Gambar 5. 1. Struktur Organisai Perusahaan ... 110

Gambar 6. 1. Grafik Hubungan antara Tahun dengan Cost Index ... 133