LAPORAN AKHIR
TUGAS PRARANCANGAN PABRIK
PRARANCANGAN PABRIK
MONOCHLOROBENZENE
DARI
BENZENE
DAN
CHLORINE
KAPASITAS 175.000 TON/TAHUN
Disusun sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Kesarjanaan Strata 1 Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Oleh :
Ali Mustofa D 500 120 034
Dosen Pembimbing : 1. M. Mujiburohman, Ph.D. 2. Eni Budiyati, S.T., M.Eng.
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
iv INTISARI
Monochlorobenzene merupakan bahan kimia yang dapat digunakan sebagai pelarut dalam pabrik-pabrik kimia dan sebagai bahan baku pembuatan chloronitrobenzene, aniline, phenol, dankaret sintesis. Pabrik yang akan didirikan ini memiliki kapasitas 175.000 ton per tahun yang direncanakan beroperasi selama 330 hari dalam satu tahunnya. Pabrik ini akan didirikan di kawasan industri Cilegon
dengan luas tanah 23.000 m2 dan jumlah karyawan 188 orang. Lokasi ini dipilih
karena lebih dekat dengan bahan baku chlorine dan cukup dekat dengan pelabuhan
sehingga dapat mengurangi biaya transportasi.
Proses pembuatan monochlorobenzene ini dilakukan dalam reaktor fixed bed
multitube dengan katalis padat ferric chloride (FeCl3). Reaksi berlangsung pada fase gas-cair dengan chlorine berupa gas dan benzene berfase cair, irreversible, eksotermis, dan beroperasi dengan kondisi non-adiabatis dan non-isotermal pada
suhu reaksi 55-66,47C dan tekanan 2,36 atm. Kebutuhan bahan baku yang terdiri
dari benzene dan chlorine masing-masing adalah sebanyak 23.065,2427 kg per jam dan 20.924,3393 kg per jam untuk memenuhi kapasitas produksi yang telah ditetapkan. Sedangkan unit pendukung proses (utilitas) meliputi: penyediaan air sebesar 222.475,7106 kg per jam yang diperoleh dari air sungai Cidanau yang tidak jauh dari lokasi pabrik, penyediaan saturatedsteam sebesar 4.117,0966kg per jam yang diperoleh dari boiler dengan bahan bakar fuel oil sebanyak 365,79 liter per jam, dan kebutuhan udara tekan sebesar 50 m3 per jam. Sumber listrik utama untuk
memenuhi kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan generator set sebagai
cadangan dengan kapasitas 2600 kW.
Pabrik monochlorobenzene ini menggunakan modal tetap sebesar
Rp1.682.070.766.145,00 dan modal kerja sebesar Rp834.499.796.826,00. Analisis
ekonomi terhadap pabrik ini menunjukkan keuntungan sebelum pajak Rp849.151.337.971,00 per tahun setelah dipotong pajak 25% keuntungan mencapai Rp636.863.503.479,00 per tahun. Percent Return On Investment (ROI) sebelum pajak 50,09% dan setelah pajak 37,56%. Pay Out Time (POT) sebelum pajak selama 1,66 tahun dan setelah pajak 2,10 tahun. Break Even Point (BEP) sebesar 45,07%, dan Shut Down Point (SDP) sebesar 28,62%. Internal Rate of Return (IRR) terhitung sebesar 35,77%. Dari data analisis kelayakan di atas dapat disimpulkan
bahwa pabrik monochlorobenzene ini layak untuk didirikan.
v
MOTTO
“Dan jikalau Alah melapangkan rizki kepada hamba – hamba-Nya tentulah mereka akan melampaui batas, tetapi Allah menurunkan apa yang
dikehendaki-Nya dengan ukuran. Sesungguhnya Dia Maha Mengetahui (keadaan) hamba-hamba-Nya lagi Maha Melihat”
(QS. 42: 27)
“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah
selesai (dari suatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh – sungguh (urusan)
yang lain, dan hanya kepada Allahlah hendaknya kamu berharap”
(QS. 94:6-8)
“Jadikanlah Sabar dan Sholat sebagai penolongmu. Dan sesungguhnya yang demikian itu sungguh berat, kecuali bagi orang –orang yang khusyu’ ”
(QS. 2: 45)
“Berkatalah yang Baik atau DIAM”
“Rizki dan ajal adalah dua hal yang sudah dijamin, dahulukanlah yang lebih
penting, selama masih ada sisa ajal, rizki pasti datang”
vi
PERSEMBAHAN
Karya ini kupersembahkan Kepada Allah Subhanahu Wa Ta’ala
Semoga Engkau terima sebagai amal sholeh
Hingga setiap kemudahan akan menambah rasa syukur
Dan setiap kesukaran menjadi penghapus dosa.
Sosok yang pertama yang melukiskan corak dalam lembar hidupku,
Ibu dan Bapak tercinta, terima kasih atas kasih kasih sayang, pengorbanan
dan pendidikan yang telah diberikan selama ini. Hanya do’a dan bakti yang
dapat aku beri untuk membalas kasih sayangmu.
Adikku tercinta yang selalu memberiku warna dalam hidupku. Sering kita beradu,
namun menjadi terbaiklah yang selalu aku harapkan darimu, sukses selalu dalam
menjalani karir dunia akhiratmu.
Teman satu timku, Crade Lisa Putri, terima kasih sudah sabar dan setia, yang
selalu membantu dan memberi dukungan dalam mengerjakan tugas akhir.
Para dosen yang dengan tulus dan sabar membimbingku dalam menemukan
mutiara dan arti kehidupan, semoga dapat menjadi bekal dan bermanfaat bagi
kehidupanku.
Sahabat-sahabatku dan spesial tim KC, terima kasih atas dukungannya dan telah
memberikan aku kebersamaan dan keceriaan. Semoga persahabatan kita tidak
akan putus.
Semua teman-teman angkatan 2012, terima kasih atas kebersamaannya selama
ini. Kenangan indah saat kita bersama semoga bisa terulang lagi.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Warohmatullahi Wabarokatuh
Puji syukur kehadirat Allah Subhanahu Wa Ta’ala atas limpahan rahmat,
berkah, dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini
dengan baik. Tugas akhir ini disusun guna memenuhi persyaratan untuk
memperoleh gelar sarjana di Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dalam penyusunan tugas akhir ini, tidak lepas dari bantuan dan dukungan
dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan
penghargaan dan terima kasih yang tak terhingga kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Bambang Setia Adji, selaku Rektor Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Rois Fatoni, S.T., M.Sc., Ph.D. selaku Ketua Program Studi Teknik
Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak M. Mujiburohman, Ph.D. selaku Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan, pengarahan, dan masukan selama penyusunan
tugas akhir ini hingga selesai.
4. Ibu Eni Budiyati, S.T., M.Eng. selaku Pembimbing II yang telah berkenan
meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan pengarahan dan
masukan dalam menyelesaikan tugas akhir ini hingga selesai.
5. Bapak/Ibu dosen Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta, yang telah memberikan pembelajaran mulai dari
semester awal hingga akhir.
6. Keluarga tercinta yang telah dan terus memberi doa dan motivasi serta
dukungan yang tiada henti sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas
viii
7. Teman-teman seperjuangan angkatan 2012 Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta, terima kasih atas bantuan,
dukungan dan motivasinya selama penyusunan tugas akhir ini, sukses selalu
untuk kalian semua.
8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu, yang telah
banyak membantu penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi para
pembacanya dan bagi penulis sendiri. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan
tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, segala kritik dan
saran yang membangun akan sangat membantu demi kesempurnaan tugas akhir
ini. Akhir kata saya selaku penulis mengucapkan banyak terima kasih.
Wassalamu’alaikum Warohmatullahi Wabarokatuh
Surakarta, Desember 2016
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN ... iii
INTISARI ... iv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang ... 1
1.2 Penentuan Kapasitas Perancangan ... 2
1.3 Penentuan Lokasi Pabrik ... 3
x
2.2.4 Tinjauan Termodinamika ... 15
2.3 Diagram Proses dan Tahapan Proses ... 19
2.3.1 Diagram Alir Proses ... 19
BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES ... 34
BAB IV UNIT UTILITAS DAN LABORATORUM 4.1 Unit Pendukung Proses (Utilitas) ... 45
4.1.1 Unit Penyediaan Air ... 46
4.1.2 Unit Pengolahan Air ... 50
4.1.3 Spesifikasi Alat Utilitas ... 54
4.1.4 Unit Penyediaan Steam ... 58
4.2.2 Peralatan Laboratorium yang Digunakan ... 65
4.3 Keselamatan dan Kesehatan Kerja ... 66
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN 5.1 Bentuk Perusahaan ... 68
xi
5.3 Tugas dan Wewenang ... 73
5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ... 78
5.5 Sistem Kepegawaian dan Sistem Upah ... 80
5.6 Peincian Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji ... 80
5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan ... 82
5.8 Manajemen Produksi ... 83
BAB VI ANALISIS EKONOMI ... 86
BAB VII KESIMPULAN ... 99
DAFTAR PUSTAKA
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Lokasi Pabrik Yang Dipilih ... 6
Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif ... 20
Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif ... 21
Gambar 2.3 Layout Pabrik Monochlorobenzene ... 31
Gambar 2.4 Layout Peralatan Proses ... 33
Gambar 4.1 Diagram alir proses pengolahan air ... 51
Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Monochlorobenzene ... 72
Gambar 6.1 Grafik Hubungan Tahun Dengan Cost Index ... 88
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Impor Monochlorobenzene Indonesia ... 2
Tabel 1.2 Data Impor Monochlorobenzene Dunia ... 2
Tabel 1.3 Daftar Pabrik Monochlorobenzene Di Dunia ... 3
Tabel 2.1 Neraca Massa di Sekitar Reaktor ... 24
Tabel 2.2 Neraca Massa di Sekitar Separator ... 24
Tabel 2.3 Neraca Massa di Sekitar Menara Distilasi 1 ... 25
Tabel 2.4 Neraca Massa di Sekitar Menara Distilasi 2 ... 25
Tabel 2.5 Neraca Massa di Sekitar Absorber ... 26
Tabel 2.6 Neraca Massa OverallPlant ... 26
Tabel 2.7 Data Kapasitas Panas Cairan ... 27
Tabel 2.8 Data Kapasitas Panas Gas ... 27
Tabel 2.9 Neraca Panas di Sekitar Reaktor ... 28
Tabel 2.10 Neraca Panas di Sekitar Separator ... 28
Tabel 2.11 Neraca Panas di Sekitar Menara Distlasi 1 ... 29
Tabel 2.12 Neraca Panas di Sekitar Menara Distlasi 2 ... 29
Tabel 2.13 Neraca Panas di Sekitar Absorber ... 30
Tabel 3.1 Spesifikasi Menara Distilasi... 35
Tabel 3.2 Spesifikasi Condenser ... 37
Tabel 3.3 Spesifikasi Reboiler ... 38
Tabel 3.4 Spesifikasi Tangki Bahan Baku ... 39
Tabel 3.5 Spesifikasi Tangki Produk ... 40
Tabel 3.6 Spesifikasi HeatExchanger ... 41
Tabel 3.7 Spesifikasi HeatExchanger ... 42
Tabel 3.8 Spesifikasi Blower... 43
Tabel 3.9 Spesifikasi Pompa ... 43
Tabel 3.10 Spesifikasi Pompa ... 44
Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin... 47
Tabel 4.2 Kebutuhan Air Umpan Boiler ... 49
xiv
Tabel 4.4 Spesifikasi Pompa Utilitas ... 58
Tabel 4.5 Spesifikasi Pompa Utilitas ... 58
Tabel 4.6 Kebutuhan Listrik Untuk Keperluan Proses ... 62
Tabel 4.7 Kebutuhan Listrik Untuk Keperluan Utilitas ... 62
Tabel 4.8 Kebutuhan Listrik Total ... 63
Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift ... 79
Tabel 5.2 Perincian Jumlah Karyawan Dan Gaji ... 82
Tabel 6.1 Indeks Harga Tahun 1995-2014 ... 87
Tabel 6.2 Total Fixed Capital Investment ... 91
Tabel 6.3 Working Capital ... 92
Tabel 6.4 Manufacturing Cost ... 92
Tabel 6.5 General Expenses ... 93
Tabel 6.6 Fixed Cost ... 95
Tabel 6.7 Variable Cost ... 95
