PRARANCANGAN PABRIK VINYL CHLORIDE MONOMER DENGAN PROSES PIROLISIS ETHYLENE DICHLORIDE KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN (PERANCANGAN MENARA DISTILASI (MD-301))

(1)

ABSTRAK

PRARANCANGAN PABRIK VINYL CHLORIDE MONOMER

DENGAN PROSES PIROLISIS ETHYLENE DICHLORIDE

KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN (Perancangan Menara Distilasi (MD-301))

Oleh

AZLIA METTA YUNILASARI

Pabrik Vinyl Chloride Monomer berbahan baku Ethylene Dichloride, akan didirikan di Bojonegoro, Banten. Pabrik ini berdiri dengan mempertimbangkan ketersediaan bahan baku, sarana transportasi yang memadai, tenaga kerja yang mudah didapatkan dan kondisi lingkungan.

Pabrik direncanakan memproduksi Vinyl Chloride Monomer sebanyak 100.000 ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang digunakan adalah Ethylene Dichloride sebanyak 12.626,3 kg/jam.

Jumlah karyawan sebanyak 143 orang dengan bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur organisasi line dan staff.

Dari analisis ekonomi diperoleh:

Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 378.833.626.208,-

Working Capital Investment (WCI) = Rp 66.740.262.066,-

Total Capital Investment (TCI) = Rp 444.935.080.443,-

Break Even Point (BEP) = 39,94%

Shut Down Point (SDP) = 30,70%

Pay Out Time after Taxes (POT)a = 1,9 tahun Return on Investment after Taxes (ROI)a = 61,06 % Internal Rate Return (IRR) = 37%

Annual Net Profit (Pa) = Rp 217.330.118.516/tahun

(2)

ABSTRACT

PRADESIGN OF VINYL CHLORIDE MONOMER PLANT BY PYROLISIS PROCESS OF ETHYLENE DICHLORIDE

CAPACITY 100.000 TONS/YEAR (Design Distillation Coloumn (MD-301))

By

AZLIA METTA YUNILASARI

Vinyl Chloride Monomer plant with raw material Ethylene Dichloride will established in Bojonegoro, Banten. This plant will established by considering the availability of raw materials, transportation facilities, readily available labor and environmental conditions.

Plant's production capacity is planned 100.000 tons/year, with operating time of 24 hour/day and 330 working days in a year. The raw materials used Ethylene Dichloride 12.626,3 kg/hr.

This plant need 143 labor with a company form is Perseroan Terbatas (PT) which is headed by a Director who assisted by the Director of Production and Director of Finance with line and staff organizational structure. From the economic analysis is obtained:

Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 378.833.626.208,-

Working Capital Investment (WCI) = Rp 66.740.262.066,-

Total Capital Investment (TCI) = Rp 444.935.080.443,-

Break Even Point (BEP) = 39,94%

Shut Down Point (SDP) = 30,70%

Pay Out Time after Taxes (POT)a = 1,9 year Return on Investment after Taxes (ROI)a = 61,06 % Internal Rate Return (IRR) = 37%

Annual Net Profit (Pa) = Rp 217.330.118.516/ year

(3)

PRARANCANGAN PABRIK

VINYL CHLORIDE MONOMER

DENGAN PROSES PIROLISIS

ETHYLENE DICHLORIDE

KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN

(Perancangan Menara Distilasi (MD-301))

Oleh

AZLIA METTA YUNILASARI

0815041027

(Skripsi)

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar

Sarjana Teknik

Pada

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

(4)

(5)

(6)

(7)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandar Lampung pada tanggal 7 Desember 1990, sebagai anak kedua dari tiga bersaudara, dari pasangan Bapak (Alm) Slamet Yasri, S.E. dan Ibu Sri Wahyuni.

Lulus dari Sekolah Dasar (SD) di SDIT Thariq Bin Ziyad pada tahun 2002, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama (SMP) di SMPIT Thariq Bin Ziyad pada tahun 2005 dan Sekolah Menengah Atas (SMA) di SMAI Nurul Fikri Boarding School pada tahun 2008.

Tahun 2008, penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur SNMPTN. Aktif di organisasi HIMATEMIA-FT Unila sebagai Sekretaris Divisi Kerohanian Islam (periode 2010-2011), Sekretaris Departemen Kaderisasi FOSSI FT (periode 2009-2010), Sekretaris Kajian Syiar (Periode 2010-2011) .

(8)

(9)

Sebuah Karya kecilku....

Dengan segenap hati kupersembahkan tugas akhir ini kepada:

Allah SWT

Atas kehendak-Nya semua ini ada

Atas Kasih Sayang-Nya semua ini aku dapatkan

Atas kekuatan dari-Nya aku bisa bertahan.

Orang tuaku sebagai tanda baktiku, terima kasih atas segalanya,

doa, kasih sayang, pengorbanan, dan keikhlasannya.

Ini hanyalah setitik balasan yang tidak bisa dibandingkan dengan berjuta-juta

pengorbanan dan kasih sayang

yang tidak pernah berakhir.

Guru-guruku sebagai tanda hormatku,

terima kasih atas ilmu yang telah diberikan.

Serta tak lupa kupersembahkan kepada Almamaterku tercinta,

(10)

(11)

SANWACANA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas karunia dan rahmatNya, sehingga tugas akhir ini dengan judul “Prarancangan Pabrik Vinyl Chloride Monomer Dengan Proses Pirolisis Ethylene Dichloride Kapasitas 100.000 Ton/Tahun” dapat diselesaikan dengan baik.

Tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat guna memperoleh derajat kesarjanaan (S-1) di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lampung.

Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari beberapa pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibuku yang telah memberikan cinta kasih, semangat, doa, dan bantuan materil kepada penulis.

2. Bapak Ir. Azhar, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung.

3. Ibu Sri Ismiyati D, S.T.,M.Eng., selaku dosen pembimbing I, yang telah memberikan pengarahan, masukan, bimbingan, kritik dan saran selama penyelesaian tugas akhir.

(12)

5. Bapak Edwin Azwar,S.T.,PGD.,M.T.A.Ph.D dan Ir. Azhar, M.T, selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan kritik, juga selaku dosen atas semua ilmu yang telah penulis dapatkan. Serta seluruh Dosen Teknik Kimia Universitas Lampung, atas semua ilmu dan bekal masa depan yang akan selalu bermanfaat.

6. Keluargaku tercinta atas pengorbanan, doa, cinta dan kasih sayang yang selalu mengiringi disetiap langkahku. Kakakku Vidya Thika dan Yahya Wisudo serta adikku Bagus Rakhmanu atas doa dan semangatnya.

7. Wirna Yunita S, selaku rekan seperjuangan dalam suka dan duka yang telah membantu penulis dalam penyelesaian laporan tugas akhir.

8. Seluruh saudara/i di Teknik Kimia Unila dan angkatan 2008, Monika, Annisa, Ayu, Lisa, Eva, Adel, Rizka, Iffah, Mela, Eca, Fuzie Yuli, beserta teman-teman lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Terimakasih atas bantuan semangatnya selama penulis menyelesaikan tugas akhir ini.

9. Adik – Adik di FOSSI FT, Terimakasih atas doa dan dukungannya. 10. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.

Penulis berharap agar skripsi ini dapat diterima dan bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

Bandar Lampung, 16 Desember 2014 Penulis,

(13)

DAFTAR ISI

III. SPESIFIKASI BAHAN DAN PRODUK A. Bahan Baku ... 38

B. Produk ... 39

IV. NERACA MASSA DAN ENERGI A. Neraca Massa ... 41

(14)

ix

V. SPESIFIKASI PERALATAN

A. Peralatan Proses ... 50

B. Peralatan Utilitas ... 71

VI. UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH A. Unit Pendukung Proses ... 101

VII. TATA LETAK DAN LOKASI PABRIK A. Lokasi Pabrik ... 124

B. Tata Letak Pabrik ... 128

C. Tata Letak Peralatan Proses... 133

(15)

x

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI ALAT LAMPIRAN D PERHITUNGAN UTILITAS

(16)

DAFTAR TABEL

4.1. Neraca Massa Tangki Penyimpanan EDC(TP-101) ... 42

4.2. Neraca Massa Mixed Point (MP-101) ... 42

4.15. Neraca Energi Menara Destilasi(MD-301) ... 47

4.16. Neraca Energi Cooler (CO-301) ... 48

4.17. Neraca Energi Menara Destilasi(MD-302) ... 48

(17)

xii

4.19. Neraca Energi Expander (EX-302) ... 49

4.20. Neraca Energi Heater (HE-301) ... 49

4.21. Neraca Energi Absorber (AB-301) ... 49

4.22. Neraca Energi Condensor (CD-303) ... 49

5.1. Spesifikasi Tangki Penyimpanan EDC (TP-101) ... 50

5.2. Spesifikasi Tangki Penyimpanan VCM (TP-401) ... 51

5.3. Spesifikasi Tangki Penyimpanan HCl (TP-402) ... 51

5.4. Spesifikasi Vaporizer (VP-101) ... 52

5.11. Spesifikasi Menara Destilasi (MD-301) ... 56

5.12.Spesifikasi Condensor Partial (CD-301) ... 57

5.13. Spesifikasi Separator Drum (SD-301) ... 58

5.14. Spesifikasi Reboiler (RE-301) ... 58

5.15. Spesifikasi Expansion Valve (EV-301) ... 59

5.16. Spesifikasi Cooler (CO-301) ... 59

5.17. Spesifikasi Menara Destilasi (MD-302)... 60

5.18. Spesifikasi Condensor (CD-302) ... 60

5.27. Spesifikasi Pompa Proses (PP-101) ... 65

(18)

xiii

5.34. Spesifikasi Membran Reserve Osmosis (MRO-01) ... 71

5.35. Spesifikasi Hot Basin (HB-01)... 71

5.41. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Air Filter(TU-01) ... 74

5.42. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Air Domestik(TU-02) ... 75

5.43. Spesifikasi Tangki Air Kondensat(TU-03) ... 75

5.44. Spesifikasi Tangki Air Demin(TU-04) ... 76

5.45. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Klorin(TI-01) ... 77

5.46. Spesifikasi Tangki Dispersant (TI-02)... 77

5.47. Spesifikasi Inhibitor (TI-03) ... 78

5.48. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Asam Sulfat(TI-04) ... 79

5.49. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Soda Kaustik(TI-05) ... 79

5.50. Spesifikasi Tangki Hidrazin(TI-06) ... 80

5.51. Spesifikasi Pompa Utilitas (PU-01) ... 81

5.52. Spesifikasi Expansion Valve (EV-01) ... 81

(19)

xiv

5.65. Spesifikasi Pompa Injeksi (PI-01) ... 92

5.71. Spesifikasi Boiler (BO-01) ... 98

5.72. Spesifikasi Compressor (CP-01) ... 98

5.73. SpesifikasiTangki Penyimpanan Brine (TP-01) ... 98

5.74. Spesifikasi Compressor (CP-02) ... 99

5.75.Spesifikasi Condensor (CD-01) ... 99

5.76.SpesifikasiTangki Penyimpanan BBM (TB-01) ... 100

6.1. Air untuk Keperluan Umum ... 102

6.2. Peralatan yang Membutuhkan Air Pendingin ... 104

6.3. Peralatan yang Membutuhkan Steam ... 108

8.2. Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat ... 155

8.3. Penggolongan Jumlah Tenaga Kerja ... 156

9.1. Fixed Capital Investment ... 164

9.2. Manufacturing Cost ... 165

9.3. General Expenses ... 166

(20)

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1.1.Kebutuhan ImporVCM ... 6

1.2. Konsumsi VCM ... 8

7.1. Peta Lokasi Pabrik... 125

7.2. Tata Letak Pabrik ... 132

7.3. Tata Letak Alat Proses ... 135

8.1. Struktur Organisasi Perusahaan ... 141

9.1. Analisa Ekonomi ... 168

(21)

X. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan hasil analisis ekonomi yang telah dilakukan terhadap Prarancangan Pabrik Vinyl Chloride Monomer (VCM) dengan kapasitas 100.000 ton per tahun dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Percent Return on Investment (ROI) sesudah pajak sebesar 61,06%. 2. Pay Out Time (POT) sesudah pajak 2 tahun.

3. Break Even Point (BEP) sesudah pajak adalah 39,94% dimana syarat umum pabrik di Indonesia adalah 30-60%

4. Shut Down Point (SDP) sesudah pajak adalah 30,70%, yakni batasan kapasitas produksi sehingga pabrik harus berhenti berproduksi karena merugi.

4. Discounted Cash Flow Rate of Return (DCF) sesudah pajak adalah 37 %, lebih besar dari suku bunga bank saat ini, sehingga investor akan lebih memilih untuk menanamkan modalnya ke pabrik ini daripada ke bank.

B. Saran

(22)

DAFTAR PUSTAKA

Alibaba. 2013. Tersedia di http://www.alibaba.com/trade/search?SearchText/ =vinyl+chloride+monomer. Diakses tanggal 19 September 2013.

Bisnis. 2013. Tersedia di http://www.bisnis.com/industri/read/ 20130906/257/ 161230/asahimas. Diakses tanggal 19 September 2013.

Brownell.L.E. and Young.E.H., 1959, Process Equipment Design 3ed, John Wiley & Sons, New York.

Chopey.N.P, 1984, Handbook of Chemical Engineering Calculations. McGraw-Hill Book Company, New York.

Clifford.G, 1998, Arsenic Removal from Ground Waters using Anion, Houston, Texas.

Considin,1993, Process Industrial Instruments & Control Handbook, Mc Graw Hills Company, New York.

Coulson.J.M. and Ricardson.J.F., 1983, Chemical Engineering vol 6, Pergamon Press Inc, New York.

Datacon. 2013. Tersedia di http://www.datacon.co.id/PlasticResin3-2012.html. Diakses tanggal 19 September 2013.

Data.un. 2013. Tersedia di http://www.data.un.org/Explorer.aspx?d=comtrade. Diakses tanggal 18 September 2013.

Dimian, A. 2008. Chemical Process Design : Computer-Aided Case Studies.

WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

Evans, F.L., 1980, “Equipment Design Handbook”, Vol. 1, 2nd ed., Gulf Publishing Co., Houston.

Fogler.A.H.Scott, 1999, Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall International Inc, New Jersey.

Geankoplis.Christie.J., 1993, Transport Processes and unit Operation 3th ed, Allyn & Bacon Inc, New Jersey.

Himmeblau.David., 1996, Basic Principles and Calculation in Chemical Engineering, Prentice Hall Inc, New Jersey.

(23)

Icis. 2013. Tersedia di http://www.icis.com/ Articles/9226364/ chemical+profile+ hydrochloric+acid.html. Diakses tanggal 19 September 2013.

Karassik, Igor J., Dkk. 2011. Pump Handbook, 3rd Edition. Mcgraw-Hill Co. : New York.

Kern.D.Q., 1965, Process Heat Transfer, McGraw-Hill Book Company, New York.

Lakshmanan, A., Rooney, W.C., Biegler, L.T., 1997, “A case study for reactor network synthesis: the vinyl chloride process”, Computers and Chemical

Engineering,vol. 23, 479–495

Ludwig.E, 1994, Applied Process Design, Gulf Publishing Company, Houston, Texas.

Matche. 2014. Tersedia di http://www.matche.com/equipcost/default.html. Diakses tanggal 25 September 2014.

McCabe.W.L. and Smith.J.C., 1985, Operasi Teknik Kimia, Erlangga, Jakarta. Megyesy.E.F., 1983, Pressure Vessel Handbook, Pressure Vessel Handbook

Publishing Inc, USA.

MSDS PT. Asahimas Chemical. 2013. Tersedia di http://www.asc.co.id/?idm= 3&id=50&ids=64. Diakses tanggal 19 September 2013.

Peter.M.S. and Timmerhause.K.D., 1991, Plant Design an Economic for Chemical Engineering 3ed, McGraww-Hill Book Company, New York. Perry.R.H. and Green.D., 1997, Perry’s Chemical Engineer Handbook 7th ed,

McGraw-Hill Book Company, New York.

Powell, S.T., 1954, “Water Conditioning for Industry”, Mc Graw Hill Book Company, New York.

Rase, H.F. and Barrow, M.H., 1957, “Project Engineering of Process Plants”,

John Wiley and Sons, Inc., New York.

Reid, Robert. Prauznitz, John. and Poling, Bruce. 1987, “The Properties of Gas and Liquids” 4ed, McGraw-Hill Inc, New York..

Severn,2004, Severn Boiler Design, Severn Company, USA

Smith.J.M. and Van Ness.H.C., 2001, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics 6ed, McGraw-Hill Inc, New York.

(24)

Turton,1984, Application to Axial Pumps and Turbine, Springer USA

Ulrich.G.D., 1984, A Guide to Chemical Engineering Process Design and Economics. John Wiley & Sons Inc, New York.

Wallas. S.M., 1988, Chemical Process Equipment, Butterworth Publishers, Stoneham USA.

Wang.K.L, 2011, Membrane and Desalination Technologies, Humana Press, New York

Water.me,2013, Tersedia di http://water.me.vccs.edu/course. Diakses tanggal 23 Oktober 2013.