PRARANCANGAN PABRIK NITROBENZENA DARI BENZENA DAN ASAM CAMPUR DENGAN PROSES BATCH Prarancangan Pabrik Nitrobenzena Dari Benzena Dan Asam Campur Dengan Proses Batch Kapasitas 225.000 Ton/Tahun.

(1)

PRARANCANGAN PABRIK NITROBENZENA

DARI BENZENA DAN ASAM CAMPUR DENGAN PROSES BATCH KAPASITAS 225.000 TON/TAHUN

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

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Oleh : Nani Purwasih

(2)

(3)

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

Saya yang bertanda tanggan dibawah ini: Nama : Nani Purwasih NIM : D 500 080 001 Program studi : S-1 Teknik Kimia

Judul tugas akhir : Prarancangan Pabrik Nitrobenzena dari Benzene dan Asam Campur dengan Proses Batch

Kapasitas 225.000 Ton/Tahun

Menyatakan dengan sebenarnya bahwa skripsi yang saya buat ini, adalah hasil karya saya sendiri, kecuali kutipan-kutipan dan ringkasan-ringkasan yang dirujuk dari sumbernya.

Surakarta, Februari 2016

(4)

MOTTO

Rasulullah bersabda :”Tak ada yang dapat menolak takdir Allah selain doa, dan tak ada yang dapatmenambah umur selain perbuatan baik”.

(Hadits Riwayat Imam Tarmidzi)

Maka demi Tuhan langit dan bumi,sungguh apa yang dijanjikan itu pasti terjadi seperti apa yang kamu ucapkan.

(QS.Az-Zariyat : 23)

(5)

PERSEMBAHAN

Segala puji syukur selalu tercurah kepadaMu Yaa Allah atas segala nikmat karuniaMu penulis dappat menyelesaikan karya ini.

Tugas akhir ini kupersembahkan untuk:

1. Kedua orang tua ku, Ibu dan bapakku, Cinta dan kasih sayangmu selalu menyejukkan hatiku,, Doa dan ridhomu memudahkan setiap langkah-langkah perjuanganku,, Terimakasih telah membesarkan aku dengan penuh cinta dan kasih sayang dan terimakasih juga atas segala pengorbananmu,, Semoga Allah senantiasa bersamamu, Aamiin.

2. Keluarga besarku, terimakasih untuk semua dukungan, semangat, doa dan perhatian kalian hingga hari ini, terimakasih untuk motivasinya agar aku cepat lulus.

(6)

ABSTRAK

Pabrik nitrobenzena dari benzena dan asam campur dengan proses batch kapasitas 225.000 ton/tahun direncanakan beroperasi selama 330 hari per tahun. Proses pembuatan nitrobenzena dari benzene dan asam campur dengan proses batch,komposisi asam campur terdiri atas 50-60% H2SO4, 27-32% HNO3, 8-17% H2O.Temperatur reaksi adalah 50-55oC. Produk keluar nitrator dipisahkan di dalam separator.

Produk nitrobenzena dinetralisai dengan NaOH dan untuk pemurnian dilakukan dengan proses destilasi. Dengan memperhatikan beberapa faktor seperti aspek penyediaan bahan baku, transportasi, tenaga kerja, utilitas, serta pemasaran, maka lokasi pabrik yang cukup strategis adalah Gunung Sari Ulu,Balikpapan pada tahun 2022. Unit pendukung proses didirikan untuk menunjang proses produksi yang terdiri dari unit penyediaan air dan kebutuhan airnya adalah 1.216.995,71 kg/jam, steam dan unit penyediaan steam adalah 4.980,30 kg/jam, tenaga listrik dan unit penyediaan listrik adalah 70,8415 kW, penyediaan bahan bakar adalah 282,8651 m3/jam, serta unit pengolahan limbah. Agar mutu bahan baku dan kualitas produk tetap terkendali, maka keberadaan laboratorium sangat diperlukan.

(7)

Abstract

Plant nitrobenzene from benzene and acid mixed with a batch process capacity of 225,000 tonnes / year is planned to operate for 330 days per year. The process of making nitrobenzene from benzene and acid mixed with a batch process, mixed acid composition consisting of 50-60% H2SO4, HNO3 27-32%, 8-17% H2O.Temperatur reaction is 50-55oC. Products out nitrator separated in the separator.

Dinetralisai nitrobenzene products with NaOH and the purification is done by a process of distillation. With regard to several factors such as aspects of the supply of raw materials, transportation, labor, utilities, as well as marketing, then the plant location is strategic enough Gunung Sari Ulu, Balikpapan in 2022. The unit was established to support the process of supporting production process consists of a water supply unit and its water was 1,216,995.71 kg / hour, steam and steam supply unit is 4980.30 kg / hr, and the electric power supply unit is 70.8415 kW electricity, supply of fuel is 282.8651 m3 / h, and waste processing unit. To get the quality of raw materials and product quality under control, then the existence of the laboratory is needed.

(8)

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Nitrobenzena dari Benzena dan Asam Campur dengan Proses Bacth Kapasitas 225.000 ton/tahun ”.

Tugas Prarancangan Pabrik merupakan salah satu syarat yang wajib ditempuh untuk menyelesaikan program strata 1 di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah memberikan dukungan, bimbingan, dan bantuan hingga terselesaikannya laporan tugas akhir ini. Adapun pihak-pihak tersebut, antara lain: 1. Rois Fatoni,S.T.,M.Sc.,Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia, Universitas

Muhammadiyah Surakarta

2. Eni Budiyati, S.T., M.Eng., selaku koordinator tugas akhir 3. Ir.Herry Purnama,M.T.,Ph.D sebagai dosen pembimbing I

4. M.Mujibburohman,S.T.,M.T.,Ph.D sebagai dosen pembimbing II

5. Seluruh dosen dan staff Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta. Penulis menyadari adanya keterbatasan dalam penyusunan tugas akhir ini. Besar harapan penulis akan adanya saran dan kritik yang membangun guna kesempurnaan tugas akhir ini. Penyusun berharap semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak yang membaca.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta,25 Februari 2016

(9)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

PERNYATAAN KEASLIAN ...iii

MOTTO ... iv

PERSEMBAHAN ... v

ABSTRAK ... vi

ABSTRACT ... vii

KATA PENGANTAR ...viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiv

BAB I PENDAHULUAN ... 1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik ... 1

1.2. Kapasitas Pabrik ... 2

1.3. Lokasi Pabrik ... 5

1.4. Tinjauan Pustaka ... 7

1.4.1. Macam-macam proses ... 7

1.4.2. Kegunaan produk ... 10

(10)

2.6. Tata Letak Pabrik dan Peralatan ... 37

BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES ... 3.1. Accumulator ... 44

BAB IV UNIT UTILITAS DAN LABORATORIUM ... 4.1. Unit Utilitas ... 84

4.1.1. Unit pengadaan air ... 84

4.1.2. Unit pengadaan steam ... 92

4.1.3. Unit pengadaan Listrik ... 94

4.1.4. Unit penyediaan bahan bakar ... 98

4.1.5. Unit penyediaan tekanan ... 99

4.1.6. Unit pengolahan limbah ... 99

4.2. Laboratorium ... 103

BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN ... 5.1. Bentuk Perusahaan ... 112

5.2. Struktur Organisasi ... 112

5.3. Tugas dan Wewenang ... 115

5.4. Pembagian Kerja Karyawan ... 120

(11)

5.6. Penggolongan Karyawan ... 123

5.7. Kesejahteraan Sosial Karyawan ... 124

BAB VI ANALISA EKONOMI ... 6.1. Total Capital Investment ... 132

6.2. Working Capital ... 133

6.3. Manufacturing Cost ... 133

6.4. General Expenses ... 134

6.4. Analisa Kelayakan ... 134

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Data kebutuhan nitrobenzene di Indonesia ... 2

Tabel 2 Data Pabrik nitrobenzene di dunia ... 4

Tabel 3 Perbandingan pada proses nitrobenzena ... 9

Tabel 4 Harga ΔHo_{f Masing-Masing Komponen ... 23}

Tabel 5 Komponen yang Ada Ditiap Arus ... 30

Tabel 6 Neraca Massa di Sekitar Mixer (M-01) ... 31

Tabel 7 Neraca Massa di Sekitar Reaktor ... 31

Tabel 8 Neraca Massa di Sekitar Dekanter-01 (Dc-01) ... 31

Tabel 9 Neraca Massa di Sekitar Menara Distilasi (MD-01) ... 32

Tabel 10 Neraca Massa di Sekitar Netralizer (Nt-01) ... 32

Tabel 11 Neraca Massa di Sekitar Dekanter-02 (Dc-02) ... 32

Tabel 12 Neraca Massa di Sekitar Menara Distilasi (MD-02) ... 33

Tabel 13 Neraca Massa Total ... 33

Tabel 14 Neraca Panas di Sekitar Mixer (M-01) ... 33

Tabel 15 Neraca Panas di Sekitar Reaktor Neraca Panas di Decanter ... 34

Tabel 16 Neraca Panas di Sekitar Dekanter-01 (Dc-01) ... 34

Tabel 17 Neraca Panas di Sekitar Menara Distilasi (MD-01) ... 35

Tabel 18 Neraca Panas di Sekitar Netralizer (Nt-01) ... 35

Tabel 19 Neraca Panas di Sekitar Dekanter-02 (Dc-02) ... 35

Tabel 20 Neraca Panas di Sekitar Menara Distilasi (MD-02) ... 36

Tabel 21 Neraca Panas di Sekitar Heat Exchanger (HE-01) ... 36

Tabel 24 Perincian Luas Tanah Bangunan Pabrik ... 39

Tabel 25 Daftar Kebutuhan Air Pendingin ... 90

Tabel 26 Daftar Kebutuhan Steam Jenuh ... 91

Tabel 27 Konsumsi Listrik Untuk Keperluan Proses ... 95

Tabel 28 Konsumsi Listrik untuk Unit Pendukung Proses (utilitas) ... 96

Tabel 29 Jadwal pembagian kelompok shift ... 121

Tabel 30 Jumlah karyawan dan kualifikasi ... 123

Tabel 31 Harga Bahan Baku ... 130

Tabel 32 Cost Index Chemical plant... 131

Tabel 33 Total Fixed Capital Investment ... 133

Tabel 34 Working Capital ... 133

(13)

Tabel 36 General Expenses ... 134

Tabel 37 Fixed Cost ... 136

Tabel 38 Variable Cost ... 136

(14)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Prediksi kebutuhan nitrobenzena di Indonesia ... 3

Gambar 2 Diagram Alir Kualitatif ... 28

Gambar 3 Diagram Alir Kuantitatif ... 29

Gambar 4 Diagram Alir Neraca Massa ... 30

Gambar 5 Tata Letak Pabrik ... 41

Gambar 6 Tata Letak Peralatan ... 43

Gambar 7 Struktur Organisasi Perusahaan ... 126

Gambar 8 Hubungan Tahun dengan Cost Index ... 131

Gambar 9 Grafik Analisis Ekonomi ... 138