ABSTRACT
MANUFACTURE OF MONOBASIC POTASSIUM PHOSPHATE PHOSPORIC ACID AND POTASSIUM HYDROXIDE
CAPACITY OF 20,000 TONS / YEAR
By
MOCHAMAD MASYKURI
Factory which is made by raw material Phosporic Acid and Potassium Hydroxide, will be erected on Gresik, East Java. The factory was established by considering the availability of raw materials, marketing area, transportation facilities, readily available labor and environmental conditions.
The factory is planned to produce Monobasic Potassium Phosphate of 20,000 tons / year, with operating time of 24 hours / day, 330 days / year. The raw materials used are much Phosporic Acid 2,160.727 kg/jam and Potassium Hydroxide as much as 2,627.519 kg/hr.
From the economic analysis is obtained:
Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 193,016,806,885.405
Working Capital Investment (WCI) = Rp 34,061,789,450.366
Total Capital Investment (TCI) = Rp 227,078,596,335.770
Break Even Point (BEP) = 45.838 %
Shut Down Point (SDP) = 30.011 %
Pay Out Time before taxes (POT)b = 1.835 tahun
Pay Out Time after taxes (POT)a = 2.193 tahun
Return on Investment before taxes (ROI)b = 37.815 %
Return on Investment after taxes (ROI)a = 30.252 %
Discounted cash flow (DCF) = 33.779 %
ABSTRAK
PRARANCANGAN PABRIK MONOBASIC POTASSIUM PHOSPHATE DARI ASAM FOSFAT DAN POTASSIUM HIDROKSIDA
KAPASITAS 20.000 TON/TAHUN
Oleh
MOCHAMAD MASYKURI
Pabrik Monobasic Potassium Phosphate berbahan baku Asam Fosfat dan Potassium Hidroksida, akan didirikan di Gresik, Jawa Timur. Pabrik ini berdiri dengan mempertimbangkan ketersediaan bahan baku, daerah pemasaran, sarana transportasi yang memadai, tenaga kerja yang mudah didapatkan dan kondisi lingkungan.
Pabrik direncanakan memproduksi Monobasic Potassium Phosphate sebanyak 20.000 ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang digunakan adalah Asam Fosfat sebanyak 2.160,727 kg/jam dan Potassium Hidroksida sebanyak 2.627,519 kg/jam.
Dari analisis ekonomi diperoleh:
Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 193.016.806.885,405
Working Capital Investment (WCI) = Rp 34.061.789.450,366
Total Capital Investment (TCI) = Rp 227.078.596.335,770
Break Even Point (BEP) = 45,838 %
Shut Down Point (SDP) = 30,011 %
Pay Out Time before taxes (POT)b = 1,835 tahun
Pay Out Time after taxes (POT)a = 2,193 tahun
Return on Investment before taxes (ROI)b = 37,815 %
Return on Investment after taxes (ROI)a = 30,252 %
Discounted cash flow (DCF) = 33,779 %
MOTO
“
Hadapi hidup dengan penuh senyuman, seberat apapun
masalah Allah SWT tau yang terbaik untuk kita
“
Sebuah Karya kecilku....
Dengan segenap hati kupersembahkan tugas akhir ini kepada:
Allah SWT,
Atas kehendak-Nya semua ini ada
Atas rahmat-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, semangat dan keikhlasannya.
Ini hanyalah setitik balasan yang tidak bisa dibandingkan dengan
berjuta-juta pengorbanan dan kasih sayang
yang tidak pernah berakhir.
Kakak dan Adik ku atas segalanya, kasih sayang,semangat dan doa.
Guru-guruku sebagai tanda hormatku,
terima kasih atas ilmu yang telah diberikan.
DAFTAR ISI
HALAMAN
DAFTAR ISI iii
DAFTAR TABEL iv
DAFTAR GAMBAR v
I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG. . . . 1
B. KEGUNAAN PRODUK. . . . . 2
C. KETERSEDIAAN BAHAN BAKU. . . . . 2
D. PENENTUAN KAPASITAS RANCANGAN. . . . .3
E. LOKASI PABRIK. . . . . 5
II. DESKRIPSI PROSES A. PEMILIHAN PROSES. . . 8
B. SPESIFIKASI PRODUK. . . . 20
IV. NERACA MASSA DAN ENERGI A. NERACA MASSA. . . 22
B. NERACA ENERGI. . . . 25
V. SPESIFIKASI ALAT A. SPESIFIKASI ALAT PROSES. . . . 28
B. SPESIFIKASI ALAT UTILITAS. . . . 47
VI. UTILITAS A. UNIT PENDUKUNG PROSES. . . .86
B. PENGOLAHAN LIMBAH. . . . 118
C. LABORATORIUM. . . . 122
D. INSTRUMEN DAN PENGENDALIAN PROSES . . . .126
VII. TATA LETAK DAN LOKASI PABRIK A. LOKASI PABRIK. . . .129
B. TATA LETAK PABRIK. . . 132
B. STRUKTUR ORGANISASI PERUSAHAAN. . . . 139
C. TUGAS DAN WEWENANG. . . .142
D. STATUS KARYAWAN DAN SISTEM PENGGAJIAN. . . .150
E. PEMBAGIAN JAM KERJA KARYAWAN. . . . 151
F. PENGGOLONGAN JABATAN. . . 154
G. KESEJAHTERAAN KARYAWAN. . . . .159
IX. INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI A. INVESTASI. . . . 163
B. EVALUASI EKONOMI. . . 167
C. ANGSURAN PINJAMAN. . . 170
D. DISCOUNTED CASH FLOW. . . . . . . 170
X. SIMPULAN DAN SARAN A. SIMPULAN. . . . 172
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1.1 Data Impor Kalsium Laktat 3
2.1 Harga Bahan Baku dan Produk 10
2.2 Data Energi bebas gibbs Pembentukan 14
2.3 Kriteria Pemilihan Proses 15
4.1 Neraca Massa Dissolution Tank (DT-101) 22
4.2 Neraca Massa Reaktor (RE-101) 23
4.3 Neraca Massa Spray Dryer (SD-301) 23 4.4 Neraca Massa Cyclone Separator (CS-301) 24 4.5 Neraca Energi Dissolution Tank (DT-101) 25 4.6 Neraca Energi Heat Exchanger (HE-101) 26 4.7
4.8 4.9 4.10
Neraca Energi Reaktor (RE-201) Neraca Energi Homogenizer (HO-201) Neraca Energi Spray Dryer (SD-301) Neraca Energi Heat Exchanger (HE-301)
26 27 27 27 5.1 Spesifikasi Storage Tank Asam fosfat (ST-101) 28
5.2 Spesifikasi Storage KOH (SS-101) 29
5.6 Spesifikasi Solid Storage (SS-401) 33
5.16 Spesifikasi Screw Conveyor (SC-101) 42 5.17 Spesifikasi Screw Conveyor (SC-301) 43 5.18 Spesifikasi Belt Conveyor (BC-401) 44 5.19 Spesifikasi Bucket Elevator (BE-101) 45 5.20 Spesifikasi Bucket Elevator (BE-301) 45 5.21 Spesifikasi Gudang Produk (WH-401) 46 5.22 Spesifikasi Bak Sedimentasi (BS- 101) 47 5.23 Spesifikasi Clarifier (CL– 101) 48 5.24 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Alum (TP-101) 49 5.25 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Kaporit (TP – 102) 50 5.26 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Soda Kaustik
(TP - 103)
5.29 Spesifikasi Tangki Inhibitor ( TP –105) 54 5.30 Spesifikasi Tangki Dispersant (TP-106) 55 5.31 Spesifikasi Cooling Tower (CT –101) 56 5.32 Spesifikasi Tangki Air Kondensat (TP-107) 57 5.33 Spesifikasi Tangki Penyimpanan H2SO4 (TP-108) 58 5.34 Spesifikasi Cation Exchanger (CE-101) 59 5.35 Spesifikasi Anion Exchanger (AE-101) 60 5.36 Spesifikasi Tangki Hidrazin (TP-110) 61
5.37 Spesifikasi Deaerator (DA-101) 62
5.53 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU – 116) 78 5.54 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU – 117) 79 5.55 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU – 118) 80 5.56 Spesifikasi Pompa Utilitas (PU – 119) 81
5.57 Spesifikasi Boiler (BO-101) 82
5.58 Spesifikasi Tangki Bahan Bakar (TB-101) 83
5.59 Spesifikasi Compressor (CP-101) 84
6.1 Fisika kimia Perairan di Bengawan Solo 86 6.2 Standar Air untuk kebutuhan Domestik 87
6.3 Kebutuhan air untuk general uses 89
6.4 Kebutuhan Air untuk air pendingin 91
6.5 Baku mutu air proses 96
6.6 Kebutuhan Steam 97
6.7 Kebutuhan penerangan Area dalam bangunan 109 6.8 Kebutuhan penerangan Area Luar bangunan 110 6.9 Kebutuhan Listrik Untuk alat Proses 112 6.10
6.11
Kebutuhan Listrik Untuk alat Utilitas Syarat kualitas Air Limbah
113 118 6.12 Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem
Pengendalian
127
6.13 Pengendalian Variabel utama Proses 128
8.4 Jumlah karyawan 157
9.1 Fixed capital investment 164
9.2 Total Production Cost pabrik MKP 166
9.3 Minimum acceptable percentreturn on investment 168
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
6.1 Cooling Tower 93
6.2 Diagram Cooling Water System 94
6.3 Diagram Alir Pengolahan Air 100
6.4 Deaerator 108
7.1 Peta Propinsi Jawa Timur 133
7.2 Tata Letak Pabrik 134
7.3 Tata Letak Alat Proses 135
DAFTAR GRAFIK
Grafik Halaman
1.1 Grafik data impor Kalsium Laktat di Indonesia 4
9.1 Grafik Analisis Ekonomi 170
A. Latar Belakang
Bangsa Indonesia saat ini tengah berusaha untuk tumbuh dan berkembang atas kemampuannya sendiri dan mengurangi ketergantungan dari negara lain. Oleh karena itu segala sektor ditingkatkan dengan memanfaatkan segala sumber daya yang ada dan salah satunya adalah sektor industri yang sangat diharapkan menjadi salah satu tulang punggung perekonomian bangsa kita.
Titik berat pembangunan saat ini adalah pembangunan dibidang ekonomi dengan sasaran utama tercapainya keseimbangan antara sektor pertanian dan sektor industri terutama industri kimia. Dengan berkembangnya industri kimia di Indonesia maka akan mengurangi ketergantungan negara kita terhadap impor dari negara lain.
Adanya era perdagangan bebas maka bangsa Indonesia juga perlu segera meningkatkan pembangunan di bidang ekonomi agar dapat bersaing dengan negara-negara lain. Disadari atau tidak, industri di Indonesia telah tertinggal dibandingkan dengan negara–negara tetangganya di Asia Tenggara.
negara. Hal ini cukup memprihatinkan mengingat biaya impor dihitung dalam kurs dollar yang akhir-akhir ini cukup tinggi.
Sehubungan dengan hal tersebut maka dibuatlah suatu pra rencana pabrik pembuatan Monobasic Potassium Phosphate (MKP) sebagai salah satu solusi untuk dapat meningkatkan perekonomian negara Indonesia dan merupakan komoditi yang perlu dipertimbangkan pembuatannya di Indonesia, terutama karena kebutuhan untuk pertanian dalam negeri masih belum terpenuhi.
B. Kegunaan Produk
Monobasic Potassium Phosphate (MKP) adalah suatu senyawa yang digunakan sebagai pupuk, terutama untuk tanaman buah-buahan. Senyawa ini selain mensuplai unsur Phospor juga sekaligus memberikan unsur Kalium yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman.
Ada beberapa senyawa Fosfat lain yang dapat difungsikan sebagai pupuk Fosfat, akan tetapi Monobasic Potassium Phosphate (MKP) memberikan beberapa kelebihan dintaranya memiliki kadar Phospor dan Kalium yang tinggi sehingga dapat disuplai untuk tanaman lebih banyak, disamping itu
kemudahannya mengurai dalam air lebih besar sehingga distribusinya sebagai makanan tanaman lebih baik (Ianicelli Joseph, 2007).
C. Ketersediaan Bahan Baku
Potassium Hidroksida dapat diperoleh dari PT. Aneka Kimia Inti Surabaya, Jawa Timur.
D. Kapasitas Rancangan
Penentuan kapasitas produksi Monobasic Potassium Phosphate (MKP) disesuaikan dengan kebutuhan, baik kebutuhan dalam negeri maupun impor. Berikut ini, pada tabel 1.1 dapat dilihat data kebutuhan dan data impor
Monobasic Potassium Phosphate (MKP) dari tahun ke tahun berdasarkan data dari Biro Pusat Statistik :
Data Impor Monobasic Potassium Phosphate
Tabel 1.1 Data impor Monobasic Potassium Phosphate (MKP)
Tahun Impor (Ton)
2008 2133
2009 3930
2010 6120
2011 8534
2012 10.014
Gambar 1.1 Grafik data impor Monobasic Potassium Phosphate (MKP) di Indonesia
Untuk menghitung kebutuhan impor Monobasic Potassium Phosphate (MKP) tahun berikutnya maka menggunakan persamaan garis lurus :
y = ax + b
Keterangan : y = kebutuhan impor monobasic potassium phosphate x = tahun ke-12 (tahun ke-1 dimulai pada 2008) b =intercept
a = gradien garis miring
Diperoleh persamaan garis lurus: y = 2.036 x + 36,4 (ton/tahun) Dari persamaan di atas diketahui bahwa kebutuhan impor Monobasic Potassium Phosphate (MKP) di Indonesia pada tahun 2018 adalah :
y = 2.036 x + 36,4 y = 24.468,4 ton/tahun
y = 2036.6x + 36.4
2008 2009 2010 2011 2012
Maka, diambil kapasitas pabrik Monobasic Potassium Phosphate (MKP) Adalah 80% dari data kebutuhan yaitu 20.000 ton/tahun.
E. Lokasi Pabrik
Pemilihan dan penentuan lokasi pabrik merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam suatu perencanaan pabrik karena sangat menentukan kemajuan dan perkembangan pabrik tersebut. Hal ini menyangkut kegiatan produksi dan distribusi produk. Oleh karena itu, penentuan lokasi pabrik harus memberikan suatu perhitungan biaya produksi dan biaya distribusi yang minimal.
Di samping pertimbangan teknis dan ekonomis, diperlukan pula pertimbangan sosiologis yaitu pertimbangan dalam mempelajari sifat dan perilaku masyarakat di sekitar daerah yang dipilih sebagai lokasi pabrik, sehingga jika ada hambatan sosiologis yang timbul dari luar dapat dipertimbangkan sebelumnya.
Berdasarkan pertimbangan di atas maka direncanakan pendirian pabrik
pembuatan Monobasic Potassium Phosphate (MKP) terletak di daerah Gresik, Jawa Timur. Ketepatan pemilihan lokasi pabrik sangat menentukan
kelangsungan dan perkembangan pabrik tersebut secara teknis dan ekonomis dimasa-masa mendatang. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan lokasi pabrik di daerah tersebut adalah
1. Ketersediaan Bahan baku
sedangkan bahan baku Potassium Hidroksida dapat diperoleh dari PT. Aneka Kimia Inti Surabaya, Jawa Timur.
2. Transportasi dan Pemasaran
Sarana transportasi untuk keperluan pabrik yang memadai ikut
mendukung kelancaran pengangkutan bahan baku dan pemasaran produk, dimana pengangkutan barang dan pemasaran produk dapat ditempuh melalui jalur darat maupun laut. Tersedianya saran transportasi yang memadai yaitu jalan raya dan dekat dengan Pelabuhan Tanjung Perak, Jawa Timur, Dengan lancarnya transportasi diharapkan kegiatan produksi dan pemasaran produk dapat berjalan dengan baik.
3. Utilitas
Lokasi pabrik dekat dengan sungai Bengawan Solo, maka kebutuhan air (Air proses, air pendingin/penghasil steam, perumahan dll) secara
kontinyu dapat diperoleh dari sungai ini. Untuk tenaga listrik didapat dari PLN atau sumber listrik sendiri, sedangkan bahan bakar atau pelumas diperoleh dari Surabaya.
4. Keadaan Iklim dan Bencana Alam
5. Tenaga Kerja
Masalah tenaga kerja di Indonesia tidak begitu sulit diperoleh, begitu juga di daerah ini, yang memiliki sumber daya manusia dalam berbagai
A.
Pemilihan ProsesUsaha produksi dalam pabrik kimia membutuhkan berbagai sistem proses dan sistem pemroses yang dirangkai dalam suatu sistem proses produksi yang disebut teknologi proses. Secara garis besar, sistem proses utama dari sebuah pabrik kimia adalah sistem reaksi serta sistem pemisahan dan pemurnian. Proses perubahan bahan baku menjadi produk terjadi dalam sistem reaksi. Sistem pemroses bagi sistem reaksi adalah reaktor. Sistem pemisahan dan pemurnian bertujuan agar hasil dari sistem pereaksian sesuai dengan permintaan pasar sehingga layak dijual.
1. Jenis-jenis Proses
Proses pembuatan monobasic potassium phosphate ada dua macam, yaitu : a. Pembuatan Monobasic Potassium Phospate dari Asam Fosfat dan
Potasium Hidroksida.
Reaksi antara Potassium Hidroksida dan Asam Fosfat merupakan reaksi eksotermis, kondisi operasi pada reaktor tersebut memiliki temperatur sebesar 80oC dengan tekanan 1 atm dan konversi sebesar 99%, reaksi yang terjadi pada reaktor tersebut :
Monobasic Potassium Phosphate dan reaktan yang keluar dari reaktor di dinginkan dan ditampung ke dalam Homogenizer untuk
menyeragamkan ukuran partikel dan memperkecil ukuran partikel. Dan selanjutnya feed diumpankan kedalam Spray dryer, Spray Dryer
berfungsi untuk menguapkan dan mengeringkan larutan/slurry sampai kering dengan cara termal, sehingga didapatkan hasil berupa zat padat yang kering. Dimana proses yang terjadi didalam spray dryer tersebut ialah umpan yang berasal dari Homogenizer diumpankan kedalam Drying Chamber melalui Spray Disk Atomizer yang dipasang diatas alat. Umpan tersebut dikabutkan menjadi butir-butir halus, yang
kemudian dilemparkan secara radial kedalam arus gas/udara panas yang masuk melalui puncak Drying Chamber, sehingga umpan tadi akan mengering (Ianicelli Joseph, 2007).
b. Pembuatan Monobasic Potassium Phosphate dari Asam Fosfat dan Potassium Klorida.
Asam Phospate dan Potassium Kloroda dimasukkan ke dalam reaktor dengan temperatur 265oC dengan tekanan 1 atm dan konversi 60%, reaksi antara Asam Fosfat dengan Potassium Klorida merupakan reaksi endotermis, yang terjadi pada reaktor yaitu :
bawah reaktor kemudian di masukkan ke dalam Dissolution Tank agar slurry tetap terjaga, kemudian keluaran dari Dissolution Tank di dinginkan dan dimasukkan kedalam Crystallyzer agar membentuk kristal dan kemudian keluaran di alirkan menuju evaporator untuk menguapkan H2O dan KH2PO4, H3PO4, serta KOH yang belum
terbentuk dikembalikan ke reaktor untuk di reaksikan kembali (Erickson William, 1988).
2. Tinjauan Ekonomi
Tinjauan ekonomi ini bertujuan untuk mengetahui bruto yang dihasilkan oleh pabrik ini selama setahun dengan kapasitas 20.000 ton/tahun. Berikut ini perbandingan beberapa harga bahan baku dan harga produk pada tahun 2013.
Tabel 2.1 Harga bahan baku dan produk
Bahan Harga dalam $ Harga dalam Rp.
H3PO4 880 $/ton 8.800.000/ton
KOH 300 $/ton 3.000.000/ton
KCL 400 $/ton 4.000.000/ton
KH2PO4 2.000 $/ton 25.000.000/ton
HCL 300 $/ton 3.000.000/ton
1. Proses menggunakan Asam Fosfat dan Potassium Hidroksida H3PO4 (l) + KOH(l) KH2PO4 (s) + H2O(l) Konversi : 99%
Kapasitas : 20.000 ton Monobasic Potassium Phosphate tiap tahun.
Monobasic Potassium Phosphate = ( )
Monobasic Potassium Phosphate = 20.000.000 136
Monobasic Potassium Phosphate = 147.058,823
Maka jumlah reaktan yang dibutuhkan adalah
H3PO4 = 147.058,823 kmol x = 148.544,266 kmol
= 148.544,266 kmol x 98 kg/kmol = 14.557.338,070 kg = 14.557,338 ton
KOH = 147.058,823 kmol x = 148.544,266 kmol
= 148.544,266 kmol x 56,1 kg/kmol = 8.333.333,323 kg = 8.333,333 ton Jumlah harga bahan baku adalah
= (14.557,338 ton x 880 $/ton) + (8.333,333 ton x 300 $/ton) = $ 15.310.457,340
Harga produksi per kg Monobasic Potassium Phosphate adalah
=
=$ 15.310.457,340/tahun 20.000.000 kg/tahun
= $ 0,76 /kg = $ 760/ton
Harga pembuatan Monobasic Potassium Phosphate dengan proses ini sebesar $ 760/ton, lebih murah jika dibandingkan dengan harga jual produk sebesar $2.000/ton.
2. Proses menggunakan Asam Fosfat dan Potassium Klorida H3PO4 + KCL KH2PO4 + HCL Konversi : 60%
Monobasic Potassium Phosphate = ( )
Kapasitas : 20.000 ton Monobasic Potassium Phosphate tiap tahun.
Monobasic Potassium Phosphate = 20.000.000 136
Monobasic Potassium Phosphate = 147.058,823
Maka jumlah reaktan yang dibutuhkan adalah
H3PO4 = 147.058,823 kmol x = 245.098,038 kmol
= 245.098,038 kmol x 98 kg/kmol = 24.019.607,720 kg = 24.019,607 ton
KCL = 147.058,823 kmol x = 245.098,038 kmol
Jumlah harga bahan baku adalah
= (24.019,607 ton x 880 $/ton) + (13.749,999 ton x 300 $/ton) = $ 25.262.253,860
Keuntungan per tahun = Harga produk - harga reaktan = $ (40.000.000–25.262.253,860) = $ 14.737.746,140
Harga produksi per kg Monobasic Potassium Phosphate adalah
=
=$ 25.262.253,860/tahun 20.000.000 kg/tahun
= $ 1,260 /kg = $ 1.260/ton
3. Kelayakan Teknis
Kelayakan teknis suatu reaksi dilihat dari energy bebas gibbs (∆G). ∆G Reaksi =∑∆GºfProduk – ∑ ∆GºfReaktan
Tabel 2.2 Data energi bebas gibbs pembentukan (∆Gºf) dan panas pembentukan standar (∆Hºf) pada keadaan standar (T=298 K) :
Komponen ∆Gºf(kkal/mol) ∆Hºf(kkal/mol)
H3PO4 (l) -270,00 -309,32
KCL(l) -98,76 -100,16
KOH(l) -105,00 -114,96
KH2PO4 (s) -326,10 -362,70
H2O(l) -56,69 -68,32
HCL(l) -31,33 -39,85
Sumber : Tabel 2-178 dan 2-179Perry’s 8thed
Reaksi menggunakan bahan baku Asam Fosfat dan Potasium Hidroksida H3PO4 (l) + KOH(l) KH2PO4 (s) + H2O(l)
∆HReaksi =(Δ + Δ )– (Δ + )
= (-362,70 + (-68,32)) - (-309,32 + (-114,96)) =- 6,78 kkal/mol
∆GReaksi =(Δ + Δ )– (Δ + Δ )
Reaksi menggunakan bahan baju Asam Fosfat dan Potasium Klorida
Tabel 2.3 Kriteria pemilihan proses
Kriteria Penilaian
1. Reaksi berlangsung secara spontan, yang artinya membutuhkan energi yang lebih kecil.
2. Reaksi berlangsung secara eksotermis. 3. Kebutuhan bahan baku tidak diimpor. 4. Menghasilkan profit yang lebih besar.
B. Uraian Proses
Proses pembuatan Monobasic Potassium Phosphate dilakukan dengan mencampurkan antara Asam Fosfat dengan Potassium Hidroksida, dimana Potassium Hidroksida padat yang ditampung olehSolid Storage(SS-101) dimasukkan ke dalamDissolution Tank(DT-101) untuk diencerkan hingga kosentrasi 48 % dan dipanaskan menggunakan coil hingga suhu 80oC.
Sementara itu Asam Fosfat yang memiliki konsentrasi 85 % dariStorage Tank
(ST-101) juga diumpankan menggunakan pompa (PP-101) kedalamHeater
(HE-101) untuk dipanaskan hingga suhu 80oC. Kemudian kedua larutan tersebut dimasukkan kedalam Reaktor (RE-201).
Reaksi antara Potassium Hidroksida dan Asam Fosfat merupakan reaksi eksotermis, kondisi operasi pada reaktor tersebut memiliki temperatur sebesar 80oC dengan tekanan 1 atm dan konversi 99%, reaksi yang terjadi pada reaktor tersebut :
H3PO4 (l) + KOH(l) KH2PO4 (s) + H2O(l)
Produk yang keluar dari reaktor (R-201) diumpankan menggunakan pompa (PP-201) keHomogenizer(HO-201) untuk didinginkan hingga temperature 50oC agar Monobasic Potassium Phosphate mendekati jenuh dan untuk
menghomogenkan keluaran dari reaktor (RE-201). Kemudian feed diumpankan kedalam Spray dryer (SD-301) menggunakan pompa (PP-202), Spray Dryer yang berfungsi untuk menguapkan dan mengeringkan larutan/slurry sampai kering dengan cara termal, sehingga didapatkan hasil berupa zat padat yang kering. Dimana proses yang terjadi didalam spray dryer tersebut ialah umpan yang berasal dari Homogenizer (HO-201) diumpankan menggunakan pompa (PP-202) kedalam Drying Chamber melalui Spray Disk Atomizer yang
Setelah itu zat padat tersebut dialirkan menggunakan Screw Conveying (SC-301) menuju keSolid Storage( SS-401) dengan menggunakanBucket Elevator
A. Bahan Baku :
1. Potassium Hidroksida
• Rumus Molekul : KOH
• Nama lain : Caustic potash
• Warna : Putih
• Berat Molekul : 56,11 g/mol
• Densitas : 2,044 g/cm3
• Titik Didih : 130oC
• Titik Lebur : 420oC
• Kelarutan pada 0oC : 97 gr/ 100 gr H2O Kelarutan pada 80oC : 164 gr/ 100 gr H2O Kelarutan pada 100oC : 178 gr/ 100 gr H2O
2. Asam Phosphate
• Rumus Molekul : H3PO4
• Nama lain : Orthophospric Acid
• Warna : Coklat
• Kemurnian : 85%
• Berat Molekul : 98.00 g/mol
• Densitas : 1,866 gr/cm3
• Titik Didih : 158oC
• Titik Lebur : 21oC
• Kelarutan : 5,48 gr/100 gr H2O
• Bentuk : Cair
B. Produk : 1. Air
• Rumus Molekul : H2O
• Berat Molekul : 18,015 kg/mol
• Densitas : 1 gr/liter
• Titik Didih : 100oC
• Titik Lebur : 0oC
• P kritis : 218,4 atm
• T kritis : 647,3oC
• ∆Gfo(l) : -56,6899 kkal/mol
• Kapasitas Panas (J/Kmol.K) : 2,76 . 105–2,09 . 103T + 8,13 T2–1,41 . 10-2T3+ 9,37 . 10-6T4
2. Monobasic Potassium Phosphate
• Rumus Molekul : KH2PO4
• Nama Lain : Potassium Dyhidrogen Phosphate
• Warna : Putih
• Berat Molekul : 136,086 g/mol
• Densitas : 2,338 g/cm3
• Titik Didih : 400oC
• Titik Lebur : 253oC
• Kelarutan pada T = 80°C : 1,534 kg/L air
• Kelarutan pada T = 50°C : 1,258 kg/L air
• Kemurnian : 99%
A. Peralatan Proses
Peralatan proses pabrik Monobasic Potassium Phosphate dengan kapasitas 20.000 ton/tahun terdiri dari:
1. Tangki penyimpanan Asam fosfat (ST-101)
Tabel 5. 1. Spesifikasi tangki penyimpanan asam fosfat (ST-101).
Alat Tangki penyimpanan
Kode ST-101
Fungsi Tempat menyimpan asam fosfat sebelum masuk ke reaktor selama 7 hari.
Jenis Silinder tegak dengan head berbentuk konis/kerucut (conical roof) danbottomberbentuk plat datar (flat) Bahan Carboon steel SA–283 Grade C
Suhu 30 ºC
Tekanan desain 34,258 psi Kapasitas 161,650 m3
Dimensi • Diameter tangki (D) : 25ft • Tinggishell(H) : 20 ft • Tebal tangki (ts) : 1,125 in • Tinggihead : 1,677ft
2. StorageKOH (SS-101)
Tabel. 5. 2. SpesifikasiSolid Storage(SS–101)
Alat Solid Storage
Kode Alat SS-101
Fungsi Tempat menyimpan KOH padat selama 7 hari
Tipe Bin Storage
Kapasitas 124,517 m3
Dimensi Diametershell(D)
Diameter konis bawah (d) Tebalshell(ts) Tekanan Desain 44,086 psi
Bahan konstruksi Carbon Steel SA-7
3. Dissolution Tank (DT-101)
Tabel 5. 3. Spesifikasi AlatDissolution Tank(DT–101)
Fungsi Tempat pembuatan larutan PotassiumHidroksida 48% Kode Alat DT-101
Tipe Tangki berpengaduk
Dimensi TinggiVessel = 6,9778ft = 2,1268 m IDs = 4,6519 ft = 1,4179 m Tebalshell = 5/16 in
TipeHead =Torispherical
Tebalhead= 5/16 in
Tipe pengaduk =Six blade turbine with disc
Jumlah pengaduk 4 buah Kapasitas 2,406 m3
4. Homogenizer(HO-201)
Tabel 5. 4. Spesifikasi AlatHomogenizer(HO–201)
Fungsi Tempat menghomogenkan keluaran reaktor yang telah didinginkan.
Kode Alat HO-201
Tipe Tangki berpengaduk
Dimensi TinggiVessel = 8,377ft = 2,553 m IDs = 5,585ft = 1,702 m Tebalshell = 5/16 in
TipeHead =Torispherical
Tebalhead= 1/2 in
Tipe pengaduk =Six blade turbine with disc
Jumlah pengaduk 4 buah Kapasitas 3,247 m3
5. Hopper(H-101)
Tabel 5. 5. Spesifikasi alatHopper( H–101 )
Kode Alat H–101
Fungsi Menampung bahan baku KOH dan
mengumpankannya keDissolution Tank(DT-101)
Tipe Hopper
Kapasitas 25,460 ft3
Dimensi D = 5,822ft H = 2,183ft Tebal = 5/16 in
6. Solid Storage(SS-401)
Tabel. 5. 6. Spesifikasi Alat SS-401
Alat Solid Storage
Kode Alat SS-401
Fungsi Tempat menyimpan produk Monobasic Potassium Phosphate selama 1 hari
Tipe Storage Silo
Kapasitas 25,922 m3
Dimensi Diametershell(D)
Diameter konis bawah (d) Tebalshell(ts)
Bahan konstruksi Carbon Steel SA-7
7. Reaktor (RE-201)
Tabel 5. 7. Spesifikasi Reaktor (RE–201)
Fungsi Tempat mereaksikan H3PO4 (l)dan KOH(l)
Kode Alat RE-201
Tipe Alat Reaktor Alir Tangki Berpengaduk Kondisi Operasi Temperatur = 80oC
Tekanan desain = 17,322 psi = 1,178 atm Pendingin = Air
Dimensi Reaktor:
- Tinggi reaktor = 8,636 ft = 2,632 m - IDshell = 5,500 ft = 1,676 m - Tebalshell = 5/16 in
- Tebalhead = 5/16 in Pengaduk:
- Tipe Pengaduk =six flat blades turbine
- Putaran pengaduk = 1,133rps - Daya pengaduk = 1 Hp Jaket pendingin:
8. Spray Dryer(SD-301)
Tabel 5. 8.Spray Dryer(SD–301)
Alat Spray dryer
Kode SD-301
Fungsi Mengeringkan produk melalui proses kontak langsung dengan udara pengering sehingga didapatkan produk berupa powder.
Jenis Spray Dryer equipped with spray nozzle. Bahan Stainless SteelSA-167grade11
Suhu 300 ºC
Tekanan desain 17,635 Psi Kapasitas 91,789 m3
Dimensi • Diameter tangki (D) : 3,009 m • TinggiSpray Dryer : 6,018 m • TebalSpray Dryer : 0,4375 in
9. Heater(HE-101)
Tabel 5. 9. SpesifikasiHeater-101 (HE-101)
Alat Heaterfosfat
Kode HE -101
Fungsi
Menaikkan temperatur asam fosfat sebelum masuk ke reaktor dari suhu 30oC menjadi 80oC
Jenis Double pipe heat exchanger
Dimensi pipa Annulus(Asam Fosfat) Inner Pipe(Steam)
IPS : 2 in IPS : 1 ¼ in
UC : 458,255 Btu/jam ft2 oF UD : 93,455Btu/jam ft2 oF Rd : 0,00852 Jam ft2 oF/Btu
Bahan konstruksi Stainless steel (austenitic)AISI tipe 316
10. Pompa Proses (PP-101)
Tabel 5. 10. Spesifikasi Pompa (PP–101)
Alat Pompa
Fungsi Mengalirkan asam fosfat dari tangki fosfat enuju
heater101 (HE-101)
Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage
Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316
Kapasitas 6,335 gpm
Efisiensi Pompa 38%
Dimensi NPS = 1 in
Sch = 40 in
Beda ketinggian : 5,00 m
Power motor 0,5 hp
11. Pompa proses (PP-102)
Tabel 5. 11. Spesifikasi Pompa (PP–102)
Alat Pompa
Fungsi Mengalirkan KOH dari Dissolution Tankmenuju
heater102 (HE-102)
Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage
Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316
Kapasitas 9,710 gpm
Efisiensi Pompa 40%
Dimensi NPS = 1 in
Sch = 40 in
Beda ketinggian : 5,00 m
Power motor 1 hp
12. Pompa Proses (PP-201)
Tabel 5. 12. Spesifikasi Pompa (PP–201)
Alat Pompa
Fungsi Mengalirkan keluaran reaktor menuju cooler
201 (CO-201)
Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage
Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316
Kapasitas 14,295 gpm
Efisiensi Pompa 42%
Dimensi NPS = 1 in
Sch = 40 in
Beda ketinggian : 5,00 m
Power motor 5 hp
13. Pompa Proses (PP-202)
Tabel 5. 13. Spesifikasi Pompa (PP–201)
Alat Pompa
Fungsi Mengalirkan keluaran reaktor menuju cooler
201 (CO-201)
Jenis Centrifugal pump,single suction,single stage
Bahan Konstruksi Stainless Steel (austenitic)AISI tipe 316
Kapasitas 14,295 gpm
Efisiensi Pompa 42%
Dimensi NPS = 1 in
Sch = 40 in
Beda ketinggian : 5,00 m
Power motor 5 hp
14.Blower(BL-301)
Tabel 5. 14.SpesifikasiBlower(BL-301)
Fungsi Mengalirkan udara panas dari Furnace menuju Spray Dryer
Kode Alat BL- 301
Tipe Centrifugal Blower
Power Motor 20 Hp
Kapasitas 17.807,238 ft3/menit
15. Fan (FN-301)
Tabel 5. 15.SpesifikasiFan(FN-301)
Fungsi Mengalirkan udara keluar dariSpray Dryer
Kode Alat FN- 301
Tipe Centrifugal Fan
Power Motor 25 Hp
16.Screw Conveyor(SC-101)
Tabel 5. 16.SpesifikasiScrew Conveyor(SC-101)
Kode alat SC-101
Fungsi Membawa KOH padat dari Storage KOH ke Bucket Elevator(BE-101)
Tipe Helicoid screw conveyor
Kapasitasscrew 5 ton/jam Kecepatan maxscrew 40 rpm Diameterscrew 9 in
Max. kapasitastorque 7.600 in-lb
Daya motor 0,43 hp
17.Screw Conveyor(SC-301)
Tabel 5. 17.SpesifikasiScrew Conveyor(SC-301)
Kode alat SC-301
Fungsi Membawa KH2PO4 padat keluaran Spray Dryer dan
Cyclone SeparatorkeBucket Elevator(BE-301) Tipe Helicoid screw conveyor
Kapasitasscrew 5 ton/jam Kecepatan maxscrew 40 rpm Diameterscrew 9 in
Max. kapasitastorque 7.600 in-lb
Daya motor 0,43 hp
18.Belt Conveyor(BC-401)
Tabel 5. 18.SpesifikasiBelt Conveyor(BC-401)
Fungsi Mengangkut KH2PO4dari unit pengantongan ke gudang produk (WH-401)
Kode BC-401
Tipe Flat belt on flat-belt idlers
Spesifikasi Belt width = 14 in
Cross-sectional = 0,11 ft2
Belt plies = 3-5 lapis
Max.Lump Size = 80%under2 in 20% 3 in
Belt speed = 200-300 ft/min
19.Bucket Elevator(BE-101)
Tabel 5. 19. SpesifikasiBucket Elevator(BE-101)
Fungsi Mengangkut KOH dari Screw Conveyor (SC-101) keHopper(H-101)
Kode Alat BE-101
Tipe Spaced–Bucket Centrifugal- Discharge Elevator
Kapasitas 1,338ton/jam
Power motor 2 Hp
20.Bucket Elevator(BE-301)
Tabel 5. 20. SpesifikasiBucket Elevator(BE-301)
Fungsi Mengangkut KH2PO4 dari keluaran Spray Dryer
danCyclone SeparatorkeSilo
Kode Alat BE-301
Tipe Spaced–Bucket Centrifugal- Discharge Elevator
Kapasitas 2,775ton/jam
21. Gudang Produk (WH-401)
Tabel 5. 21. Spesifikasi Gudang Produk( WH–401)
Alat Gudang Produk (Monobasic Potassium Phosphate)
Kode WH–401
Fungsi Menyimpan produkMonobasic Potassium Phosphateselama 30 hari operasi
Bentuk Bangunan tertutup
B. Peralatan utilitas
Peralatan proses pabrik Monobasic Potassium Phosphate dengan kapasitas 20.000 ton/tahun terdiri dari:
1. Bak Sedimentasi
Tabel 5. 22. Spesifikasi Bak sedimentasi (BS–101)
Alat Bak Sedimentasi
Kode BS–101
Fungsi Mengendapkan lumpur dan kotoran air sungai sebanyak 3,919 m3/jam dengan waktu tinggal 1 jam
Bentuk Bak rektangular
Dimensi Panjang = 2,843 m
Lebar = 0,711 m Kedalaman = 2,134 m
2. Clarifier (CL-101)
Tabel 5. 23. SpesifikasiClarifier (CL–101)
Alat Clarifier
Kode CL–101
Fungsi Mengendapkan gumpalan-gumpalan kotoran dari bak penggumpal
Bentuk Bak berbentuk kerucut terpancung Kapasitas 8,44195 m3
Dimensi Tinggi = 2,439 m
Diameter atas = 3,239 m Diameter bawah = 1,976 m
3. Tanki Alum (TP-101)
Tabel 5. 24. Spesifikasi Tangki Alum (TP–101)
Alat Tangki Alum
Kode TP–101
Fungsi Menyiapkan dan menyimpan larutan alum konsentrasi 26 % volum selama 1 hari untuk diinjeksikan ke dalam clarifier.
Bentuk Silinder vertikal Kapasitas 0,254 m3
Dimensi Diameter = 0,687 m
Tinggi = 0,687 m Pengaduk Marine propeller
Diamater pengaduk = 0,4572 m Power = 0,5 hp
4. Tangki Kaporit (TP-102)
Tabel 5. 25.Spesifikasi Tangki Kaporit (TP–102)
Alat Tangki Larutan Kaporit
Kode TP–102
Fungsi Menampung larutan kaporit sebagai injeksi ke clarifier selama 1 hari
Bentuk Silinder vertikal dengan tutupconis
Kapasitas 7,800 m3
Dimensi Diameter = 1,4796 m
Tinggi = 1,4796 m
Pengaduk Marine propeller
Diamater pengaduk = 0,8128 m Power = 0,5 hp
5. Tangki Soda Caustik (TP-103)
Tabel 5. 26. Spesifikasi Tangki Soda Kaustik (TP–103)
Alat Tangki Soda Kaustik
Kode TP–103
Fungsi Menyiapkan dan menyimpan larutan soda kaustik konsentrasi 40% volum selama 5 hari untuk diinjeksikan ke dalam clarifier dan sebagai regenerananion exchanger.
Bentuk Silinder vertical yang dilengkapi pengaduk Kapasitas 5,793 m3
Dimensi Diameter = 1,12 m
Tinggi = 1,12 m
Pengaduk Marine propeller
Diamater pengaduk = 0,559 m Power = 0,5 hp
6. Sand Filter (SF-101)
Tabel 5. 27. Spesifikasi Sand Filter (SF-101)
Alat Sand Filter
Kode SF-101
Fungsi Menyaring kotoran-kotoran yang terbawa air Bentuk Silinder tegak (vertikal) denganheadberbentuk
torispericalden media penyaring pasir dan kerikil.
Kapasitas 4,311 m3
Dimensi Diameter 0,6096 m
Tinggi 3,048 m
Tebal Shell (ts) 0,1875 in Tebal head (th) 0,2500 in
Tekanan Desain 17,385 Psi
Waktu Backwash 1,7295 Menit
7. Tangki Air Filter (TP-104)
Tabel 5. 28. Spesifikasi Tangki Air Filter (TP–104)
Alat Tangki Air Filter
Kode TP–104
Fungsi
Kapasitas
Menampung air keluaransand filtersebanyak 3,919 m3/jam
4,311 m3
Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) dan atap(head)berbentukconical
Dimensi Diametershell(D) = 3,048 m Tinggishell(Hs) = 1,8288 m Tebalshell(ts) = 0,375 in Tinggihead = 0,0263 m
Tebal lantai = 0,1875 in, bentukplate
Tekanan Desain 16,9446 psi Tebalhead 0,375 in
Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C
8. Tangki Inhibitor (TP-105)
Tabel 5. 29. Spesifikasi Tangki Inhibitor (TP-105)
Alat Tangki Inhibitor
Kode TP-105
Fungsi
Tempat penyimpanan inhibitor untuk diinjeksikan ke
Cooling Tower
Bentuk
Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat bottom)
dan atap(head)berbentuktorrispherical
Dimensi Diametershell(D) 1,8801 m Tinggishell(Hs) 1,8801 m Tebalshell(ts) 0,25 in
Tipehead Torrispherical Dished Head
Tebalhead 0, 375 in Tekanan Desain 17,6682 psi
9. Tangki Dispersant (TP-106)
Tabel 5. 30. Spesifikasi Tangki Dispersant (TP-106)
Alat Tangki dispersant
Kode TP-106
Fungsi
Tempat penyimpanan dispersant untuk diinjeksikan ke cooling tower
Bentuk
Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom)
dan atap(head)berbentuktorrispherical
Dimensi Diametershell(D) 2,4384 m Tinggishell(Hs) 2,4384 m Tebalshell(ts) 0,25 in Tekanan
Design
16,7008 Psi
Tipehead Torrispherical Dished Head
10. Cooling Tower (CT-101)
Tabel 5. 31. SpesifikasiCooling Tower(CT–101)
Alat Cooling Tower
Kode CT–101
Fungsi Mendinginkan air pendingin yang telah digunakan oleh peralatan proses dengan menggunakan media pendingin udara dan mengolah dari temperatur 45oC menjadi 30oC
Tipe Inducted Draft Cooling Tower
Kapasitas 9,5345 m3
Dimensi Menara:
Panjang = 2,7929 m
Lebar = 1,3964 m
Tinggi = 6,1 m
Tenaga motor 2,5 hp Bahan konstruksi Beton
11. Tangki Air Kondensat (TP-107)
Tabel 5. 32. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Air Kondensat (TP–107)
Alat Tangki Penyimpanan air kondensat
Kode TP-107
Fungsi Menampung air kondensat
Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom)
dan atap(head)berbentukconical
Dimensi Diametershell(D) = 6,096 m Tinggishell(Hs) = 6,096 m Tebalshell(ts) = 0,500 in Tinggi atap = 0,4588 m Tebal lantai = 0,1875 in Jumlah courses = 3 buah Tebalhead = 0,3125 in
Tutup atas Bentukconical
Tekanan Desain 28,00 psi
12. Tangki Asam Sulfat (TP-108)
Tabel 5. 33. Spesifikasi Tangki Penampungan Larutan Asam Sulfat (TP–108)
Alat Tangki Larutan Asam Sulfat (TP-108)
Kode TP-108
Fungsi Menyiapkan dan menyimpan larutan asam sulfat konsentrasi 98% volum selama 7 hari ( 21
regenerasi) sebagai regeneran resin penukar kation.
Bentuk Silinder vertikal Kapasitas 0.7926 m3
Dimensi Diameter = 1,2192 m
Tinggi shell = 1,2192 m Tebal shell = 0,1875 in Tinggi atap = 0,3766 m Tebal head = 0,1875 in
Tekanan desain 16,544 psi
13. Cation Exchanger (CE-101)
Tabel 5. 34. SpesifikasiCation Exchanger
Alat Cation Exchanger
Kode CE–01
Fungsi Menghilangkan ion-ion positif yang terlarut dan menghilangkan kesadahan air
Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan head berbentuk
torisperical.
Dimensi Diametershell(D) = 0,8636 m Tinggishell(Hs) = 0,8888 m Tebalshell(ts) = 0,1875 in Tebalhead(th) = 0,1875 in
Tekanan Desain 17,1723 psi
Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C
14. Anion Exchanger (AE-101)
Tabel 5. 35. SpesifikasiAnion Exchanger ( AE–101)
Alat Anion Exchanger
Kode AE–101
Fungsi Menghilangkan ion-ion negatif yang terlarut dan menghilangkan kesadahan air
Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan head berbentuk
torisperical.
Dimensi Diametershell(D) = 1,016 m Tinggi shell = 0,876 m Tebalshell(ts) = 0,1875 in Tekanan Desain 16,766 psi
Tebalhead 0,1875 in
Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade CAISI tipe 316
15. Tangki Hidrazin (TP-109)
Tabel 5. 36. Spesifikasi Tangki Hidrazin (TP-109)
Alat Tangki Hidrazin
Kode TP-109
Fungsi Menyiapkan dan menyimpan hidrazin untuk diinjeksikan ke deaerator
Bentuk
Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar (flat bottom) danheadberbentuktorrispherical
Kapasitas 1,062 m3
Dimensi Diametershell(D) 1,524 m
Tinggishell(Hs) 1,524 m Tebalshell(ts) 0,1875 in Tebalhead(th) 0,25 in
Tinggihead 0,3164 m
Tekanan Desain 16,3087 Psi
Bahan Konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade CAISI tipe 316
16. Deaerator (DA-101)
Tabel 5. 37. SpesifikasiDeaerator(DA–01)
Alat Deaerator
Kode DA–01
Fungsi Menghilangkan gas-gas terlarut dalam air, seperti: O2dan CO2, agar korosif dan kerak tidak terjadi, diinjeksikanhydrazine(O2scavanger) serta senyawaan fosfat.
Bentuk Tangki horizontal denganheadberbentuk ellips dilengkapisparger.
Kapasitas 1,5999 m3
Dimensi Diametershell(D) = 0,9144 m Tinggishell(Hs) = 0,4328 m Tebalshell(ts) = 0,1875 in
Tekanan Desain 19,9552 psi Tebalhead 0,1875 in
Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C
17. Pompa Utilitas 101 (PU-101)
Tabel 5. 38. Spesifikasi pompa utilitas (PU–101)
Alat Pompa
Kode PU–101
Fungsi Memompa air sungai ke Bak Sedimentasi (BS–101)
Jenis Centrifugal pump,single suction,
single stage
Bahan Konstruksi Carbon steelSA 283Grade C
Laju Alir volumetrik 3,919 m3/jam
Efisiensi Pompa 45 %
Dimensi NPS = 1,25 in
Sch = 40 in
Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 3 unit Jumlahgate valve : 2 unit
Power motor 1,5 hp
NPSH 4,38 m
18. Pompa Utilitas 2 (PU-102)
Tabel 5. 39. Spesifikasi pompa utilitas (PU–102)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-102
Fungsi Memompa air keluaran BS-101 sebanyak 9.286,2793 kg/jam ke bak penggumpal (BP-101)
Jenis Centrifugal pump, single-suction, single stage
Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Laju Alir volumetrik 41,1801 gal/min
Dimensi NPS = 1,25 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 10 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 3 unit Jumlahgate valve : 2 uni
Power 0,5 hp
NPSH 0,5772 m
19. Pompa Utilitas 3 (PU-103)
Tabel 5. 40. Spesifikasi pompa utilitas (PU–103)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-103
Fungsi Memompa alum dari tangki penyimpanan alum (TP-101) sebanyak 322,4593 kg/jam ke BP-101.
Jenis Centrifugal pump, double-suction, multi stage
Bahan Konstruksi Stainless SteelAISI tipe 316 Laju Alir volumetrik 1,1949 gal/min
Dimensi NPS =1/8in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 6 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 2 unit Jumlahgate valve : 2 unit Beda ketinggian : 1 m
Power 0,5 hp
NPSH 0,1159 m
20. Pompa Utilitas 4 (PU-104)
Tabel. 5. 41. Spesifikasi pompa utilitas (PU –104)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-104
Fungsi Memompa kaporit dari tangki
penyimpanan kaporit (TP-102) sebanyak 91,38 kg/jam ke BP-01.
Jenis Centrifugal pump,single-suction,single stage
Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Laju Alir volumetrik 0,4242 gal/min
Dimensi NPS =1/8in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 6 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 3 unit Jumlahgate valve : 2 unit Beda ketinggian : 1 m
Power 0,5 hp
NPSH 0,052 m
21. Pompa Utilitas 5 (PU-105)
Tabel. 5. 42. Spesifikasi pompa utilitas (PU –105)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-105
Fungsi Memompa NaOH dari TP-103 sebanyak
5747,8123 kg/jam ke BP-01 dananion exchanger(AE–101).
Jenis Centrifugal pump, single-suction, single stage
Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Laju Alir volumetrik 26,6531 gal/min
Dimensi NPS =1,25 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 30 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 4 unit Jumlahgate valve : 3 unit Jumlahtee : 1 unit Beda ketinggian : 1 m
Power 0,5 hp
NPSH 0,9186 m
22. Pompa Utilitas 6 (PU-106)
Tabel. 5. 43. Spesifikasi pompa utilitas (PU –106)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-106
Fungsi Memompa air keluaran CF-101 sebanyak 9.286,2793 kg/jam kesand filter(SF-01) Jenis Centrifugal pump, single-suction, single
stage
Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Laju Alir volumetrik 41,1801 gal/min
Dimensi NPS = 2 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 3 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 6 unit Jumlahgate valve : 1 unit Beda ketinggian : 2 m
Power 0,5 hp
NPSH 1,2276 m
23. Pompa Utilitas 7 (PU-107)
Tabel. 5. 44. Spesifikasi pompa utilitas (PU –107)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-107
Fungsi Memompa air keluaran SF-01 sebanyak 9.286,2793 kg/jam ke tangki airfilter (TP-104)
Jenis Centrifugal pump, single-suction, single stage
Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Laju Alir volumetrik 41,1801 gal/min
Dimensi NPS = 1,25 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 3 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 3 unit Jumlahgate valve : 1 unit Beda ketinggian : 2 m
Power 1 hp
NPSH 1,2276 m
24. Pompa Utilitas 8 (PU-108)
Tabel. 5. 45. Spesifikasi pompa utilitas (PU –108)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-108
Fungsi Memompa airmake-up steamdanmake-up
air pendingin sebesar 7795,8754 kg/jam ke CE-101, CT-101
Jenis Centrifugal pump, single-suction, single stage
Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Laju Alir volumetrik 31,4821 gal/min
Dimensi NPS = 1 1/4 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 50 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 2 unit Jumlahgate valve : 2 unit Jumlahtee : 2 unit Beda ketinggian : 1 m
Power 0,5 hp
NPSH 0,3817 m
25. Pompa Utilitas 9 (PU-109)
Tabel. 5. 46. Spesifikasi pompa utilitas (PU –109)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-109
Fungsi Memompa air pendingin yang telah digunakan ke Cooling Tower( CT-101) Jenis Centrifugal pump, double-suction, single
stage
Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Laju Alir volumetrik 5.037,4754 gal/jam
Dimensi NPS = 2 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 5 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 2 unit Jumlahgate valve : 1 unit Beda ketinggian : 4 m
Power 0,75 hp
NPSH 0,7826 m
26. Pompa Utilitas 10 (PU-110)
Tabel. 5. 47. Spesifikasi pompa utilitas (PU –110)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-110
Fungsi Mengalirkan Na3PO4sebesar 37,8397 kg/jam dari TP-105 ke CT-101
Jenis Centrifugal pump, double-suction, single stage
Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Laju Alir volumetrik 0,0362 m3/jam
Dimensi NPS = 1/8 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 5 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 2 unit Jumlahgate valve : 1 unit Beda ketinggian : 4 m
Power 0,5 hp
NPSH 0,0067 m
27. Pompa Utilitas 11 (PU-111)
Tabel. 5. 48. Spesifikasi pompa utilitas (PU–111)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-111
Fungsi Memompa dispersan sebesar 9,4599 kg/jam dari TP-107 ke CT-101
Jenis Centrifugal pump, double-suction, single stage
Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Laju Alir volumetrik 0,0095 m3/jam
Dimensi NPS = 0,125 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 5 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 2 unit Jumlahgate valve : 1 unit Beda ketinggian : 4 m
Power 0,5 hp
NPSH 0,0049 m
28. Pompa Utilitas 12 (PU-112)
Tabel. 5. 49. Spesifikasi pompa utilitas (PU –112)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-112
Fungsi Memompa air dingin dari CT-101 sebesar 9.286,2793 kg/jam ke unit-unit yang membutuhkan air pendingin
Jenis Centrifugal pump, double-suction, single stage
Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Laju Alir volumetrik 5.037,4754 gal/jam
Dimensi NPS = 2 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 50 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 2 unit Jumlahgate valve : 1 unit Beda ketinggian : 2 m
Power 0,75 hp
NPSH 0,7826 m
29. Pompa Utilitas 13 (PU-113)
Tabel. 5. 50. Spesifikasi pompa utilitas (PU–113)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-113
Fungsi Memompa air kondensat sebesar 28695,235 kg/jam ke TP-107
Jenis Centrifugal pump, double-suction, single stage
Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Laju Alir volumetrik 139,9743 gal/min
Dimensi NPS = 2,5 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 100 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 3 unit Jumlahgate valve : 1 unit Beda ketinggian : 2 m
Power 1,5 hp
NPSH 1,0331 m
30. Pompa Utilitas 14 (PU-114)
Tabel. 5. 51. Spesifikasi pompa utilitas (PU –114)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-114
Fungsi Memompa air sebesar 28695,235 kg/jam dari TP-107 ke DA-101
Jenis Centrifugal pump, double-suction, single stage
Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Laju Alir volumetrik 139,9743 gal/min
Dimensi NPS = 2,5 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 5 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 3 unit Jumlahgate valve : 1 unit Beda ketinggian : 2 m
Power 1,5 hp
NPSH 1,0331 m
31. Pompa Utilitas 15 (PU-115)
Tabel. 5. 52. Spesifikasi pompa utilitas (PU–115)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-115
Fungsi Memompa asam sulfat sebesar 1,072 kg/jam dari TP-108 ke CE-101
Jenis Centrifugal pump, double-suction, single stage
Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Laju Alir volumetrik 0,0028 gal/min
Dimensi NPS =1/8in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 5 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 2 unit Jumlahgate valve : 1 unit Beda ketinggian : 4 m
Power 0,5 hp
NPSH 0,008 m
32. Pompa Utilitas 16 (PU-116)
Tabel. 5. 53. Spesifikasi pompa utilitas (PU –116)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-116
Fungsi Memompa keluaran dari CE-101 sebanyak 5291,2841 kg/jam keanion exchanger
(AE-101)
Jenis Centrifugal pump, double-suction, single stage
Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Laju Alir volumetrik 25,8107 gal/min
Dimensi NPS = 1 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 3 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 4 unit Jumlahgate valve : 1 unit Beda ketinggian : 3 m
Power 0,5 hp
NPSH 0,3347 m
33. Pompa Utilitas 17 (PU-117)
Tabel. 5. 54. Spesifikasi pompa utilitas (PU –117)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-117
Fungsi Memompa keluaran dari AE-101 ke deaerator 101 (DA-101)
Jenis Centrifugal pump, double-suction, single stage
Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Laju Alir volumetrik 25,8107 gal/min
Dimensi NPS = 1 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 3 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 4 unit Jumlahgate valve : 1 unit Beda ketinggian : 3 m
Power 0,5 hp
NPSH 0,3347 m
34. Pompa Utilitas 18 (PU-118)
Tabel. 5. 55. Spesifikasi pompa utilitas (PU –118)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-118
Fungsi Memompa hidrazin sebesar 57,4121 kg/jam dari TP-109 ke DA-101
Jenis Centrifugal pump, double-suction, single stage
Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Laju Alir volumetrik 1,4902 gal/min
Dimensi NPS =1/8 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 3 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 2 unit Jumlahgate valve : 1 unit Beda ketinggian : 2 m
Power 0,5 hp
NPSH 0,05 m
35. Pompa Utilitas 19 (PU-119)
Tabel. 5. 56. Spesifikasi pompa utilitas (PU –119)
Alat Pompa Utilitas
Kode PU-119
Fungsi Memompa keluaran DA-101 ke B-101 Jenis Centrifugal pump, double-suction, single
stage
Bahan Konstruksi Carbon SteelSA-283GradeC Laju Alir volumetrik 25,8107 gal/min
Dimensi NPS = 1 in
Sch = 40 in
Panjang pipa lurus (L): 3 m Jumlahglobe valve : 1 unit Standarelbow90o : 4 unit Jumlahgate valve : 1 unit Beda ketinggian : 3 m
Power 0,5 hp
NPSH 0,3347 m
36. Boiler (BO-101)
Tabel. 5. 57. SpesifikasiBoiler(BO-101)
Alat Boiler
Kode BO-101
Fungsi Menghasilkansteamuntuk keperluan proses Tipe Fire tube boiler
Heating surface 0,252 m2
Kapasitas 544,482 Btu/jam
Power 1 hp
37. Tangki BBM
Tabel 5. 58. Spesifikasi Tangki BBM (TB-101)
Alat Tangki BBM
Kode TB-101
Fungsi Tempat penyimpanan BBM untuk keperluan bahan bakar generator.
Bentuk Silinder tegak (vertikal) dengan dasar datar(flat bottom) dan atap(head)berbentukconical
Kapasitas 26,677 m3
Dimensi Diametershell(D) 3,048 M
Tinggishell(Hs) 3,658 M
Tebalshell(ts) 0,222 In
Tinggi atap 0,433 M
Tebal head 0,1875 In
Jumlah courses 2 Buah
Tutup atas Bentuk conical Tekanan desain 16,379 psi
Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C
38. Compressor (CP-101)
Tabel D. 59. SpesifikasiCompressor(CP-101)
Alat Compressor
Kode CP–101
Jenis Centrifugal compressor
Kapasitas 110,348 kg/jam udara
Power 0,5 hp
Bahan Konstruksi Cast iron
A. Unit Pendukung Proses (Utilitas)
Unit pendukung proses atau disebut dengan unit utilitas merupakan sarana penunjang proses yang diperlukan pabrik agar dapat berjalan dengan baik. Pada umumnya, utilitas dalam pabrik proses meliputi air, steam, listrik. Pada pabrik Monobasic Potassium phosphate , utilitas mencakup unit-unit sebagai berikut :
1. Unit Penyedia Air
Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air dari sungai Bengawan Solo untuk memenuhi kebutuhan air,diantaranya :
a. Air untuk Kebutuhan Umum
Tabel 6.1. Fisika Kimia perairan di sungai Bengawan Solo
No. Parameter Satuan Terukur
1 Daya Hantar Listrik Mikroohms/cm 400-600
2 Kekeruhan NTU 0,1-190
3 Suhu 0C 27-29
4 Warna Scala Pt-Co < 20
5 Oksigen mg/l < 10
6 Nitrat mg/l 0,1-1,5
7 Air Raksa mg/l 0,0005
8 Fosfat mg/l 0,1-0,5
9 pH 7-8
10 Hidrogen Sulfida mg/l 0,05
11 Zat Tersuspensi mg/l 100
12 Krom mg/l 0,375
13 BOD mg/l 1,5-2
16 COD mg/l 1,5-8
17 Kesadahan mg/l 150
18 Seng mg/l 1
19 Tembaga mg/l 0,02
20 Timbal mg/l 0,05
21 Nitrit mg/l 0,03-1
22 Minyak & Lemak mg/l 3-25
Tabel 6.2. Standar Air untuk Kebutuhan Domestik
No. Parameter Satuan Batas Minimum Batas Maksimum
1 Daya Hantar Listrik Mikroohms/cm 500 500
2 Kekeruhan NTU < 100 150
3 Suhu 0C Normal Normal
4 Warna Scala Pt-Co < 50 100
5 Material Terlarut mg/l < 500 500
6 Amonia mg/l 0,01 2
7 Air Raksa mg/l 0,0005 0,001
8 Arsen mg/l 0 0,05
9 Barium mg/l 0 1
No Parameter Satuan Batas Minimum Batas Maksimum
10 Besi mg/l < 1 2
11 Boron mg/l < 1 1
12 Flourida mg/l 0,5 0,5
13 Hidrogen Sulfida mg/l 0 0
14 Kadmium mg/l 0 0,01
15 Klorida mg/l 25 100
16 Krom mg/l 0 0,02
17 Kesadahan mg/l 100 100
18 Mangan mg/l 0,05 1
19 Nikel mg/l 0,1 0,1
20 Nitrat mg/l 5 10
22 Perak mg/l 0 0
23 pH mg/l 6-8,5 6-8,5
24 Fosfat mg/l 0,5 0,5
25 Selenium mg/l 0 0
26 Seng mg/l 1 1
27 Sulfat mg/l < 50 100
28 Tembaga mg/l 0 0,1
29 Timbal mg/l 0,05 0,1
30 Ekstrak Karbon mg/l 0,04 0,04
31 Senyawa Aktif Biru Metilen
mg/l 0 1
32 Minyak & Lemak mg/l 0 0
33 Sianida mg/l 0 0,05
34 Fenol mg/l 0,001 0,05
35 Pestisida mg/l 0 0
36 BOD mg/l 5 10
37 COD mg/l 10 20
38 DO mg/l > 3 > 3
39 Zat Tersuspensi mg/l 100 150
(Sumber : Keputusan Gubernur Kepala Daerah Khusus Ibukota Jakarta, Nomor : 1608
kebutuhan air untuk keperluan umum dapat dilihat pada Tabel 6.3 sedangkan perhitungan kebutuhan air dapat dilihat pada lampiran D.
Tabel 6.3. Kebutuhan Air untukGeneral Uses
No Kebutuhan Jumlah Satuan
1 Air untuk karyawan & kantor 2,69 m3/hari
2 Air Untuk Laboratorium 2,00 m3/hari
3 Air Untuk Kebersihan dan Pertamanan 7,20 m3/hari
Total kebutuhan air bersih 11,89 m3/hari
0,50 m3/jam 491,67 kg/jam
b. Air Pendingin
Air pendingin yang digunakan ialah air olahan yang berasal dari sungai Bengawan Solo dengan debit aliran rata-rata sebesar 4216 m3/s. Air pendingin merupakan air yang digunakan sebagai pendingin peralatan proses dan pertukaran/perpindahan panas dalam heat exchanger dengan tujuan untuk memindahkan panas suatu zat di dalam aliran ke dalam air. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam penyediaan air untuk keperluan pendinginansebagai berikut :
1. Kesadahan air yang dapat menyebabkan terjadinya scale
2. Mikroorganisme seperti bakteri, plankton yang tinggal dalam air sungai, berkembang dan tumbuh, sehingga menyebabkan
foulingalatheat exchanger.
3. Bahan-bahan penyebab korosi dan bahan-bahan penyebab penurunan efisiensi perpindahan panas seperti minyak.
Kualitas standar air pendingin yaitu :
• Cahardnesssebagai CaCO3 :<150 ppm
• Mghardnesssebagai MgCO3 :<100 ppm
• Silika sebagai SiO2 :<200 ppm
• Turbiditas :< 10
• Cl-dan SO42- :<1000 ppm
• pH : 6–8
• Ca2+ : max. 300 ppm
• Silika : max. 150 ppm
• TDS : max 2500 ppm
Tabel 6.4. Kebutuhan Air Untuk Air Pendingin
No. Kebutuhan Jumlah Satuan
1 Reaktor (RE-201) 10.835,767 kg/jam
2 Homogenizer (HO-201) 6.364,094 kg/jam
Jumlah Kebutuhan 17.199,861 kg/jam
Over design10% 18.919,847 kg/jam
Recovery90%,make up10% 18.919,847 kg/jam
Air pendingin diproduksi oleh menara pendingin (Cooling Tower),yang mengolah air dengan proses pendinginan dari suhu 50oC menjadi 30 oC, untuk dapat lagi digunakan sebagai air untuk proses pendinginan pada alat pertukaran panas dari alat yang membutuhkan pendinginan.
Air pendingin yang telah keluar dari media-media perpindahan panas di area proses akan disirkulasikan dan didinginkan kembali seluruhnya di dalam Cooling Tower. Penguapan dan kebocoran air akan terjadi di dalam Cooling Tower ini. Oleh karena itu, untuk menjaga jumlah air pendingin harus ditambah air make up yang jumlahnya sesuai dengan jumlah air yang hilang.Jumlah make up wateruntukCooling Tower sebesar 1.891,985 kg/jam.
bahan kimia, dan induce draft fan. Sistem injeksi bahan kimia disediakan untuk mengolah air pendingin untuk mencegah korosi, mencegah terbentuknya kerak dan pembentukan lumpur diperalatan proses, karena akan menghambat atau menurunkan kapasitas perpindahan panas.
Pengolahan air pada Cooling Tower dilakukan dengan menginjeksikan zat kimia seperti,
1. Corrosion inhibitor, yaitu berupa natrium fosfat yang berfungsi untuk mencegah korosi pada peralatan.
2. Scale inhibitor, berupa dispersant yang berfungsi untuk mencegah pembentukan kerak pada peralatan yang disebabkan oleh senyawa-senyawa terlarut.
3. Penetral pH, berupa asam sulfat dengan konsentrasi 4 % v/v. Asam sulfat ini diberikan untuk menetralkan pH air yang berasal dari proses agar sesuai pH air (± 7) ketika keluar dari
CoolingTower.
Air panas
udara
Air dingin
air panas yang terbentuk sebagai produk dari proses perpindahan panas.
Gambar 6.1Cooling Tower
Proses pendinginan dicooling tower:
• Cooling Water yang telah menyerap panas proses pabrik dialirkan
kembali keCooling Toweruntuk didinginkan.
• Air dialirkan ke bagian atas Cooling Tower kemudian dijatuhkan
ke bawah dan akan kontak dengan aliran udara yang dihisap oleh