LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK
PRARANCANGAN PABRIK MELAMIN
PROSES BASF
KAPASITAS 20.000 TON PER TAHUN
Oleh :
IKHWAN ARIF NADHORI
D 500 090 027
Dosen Pembimbing :
1. Ir. Nur Hidayati, M.T., PhD
2. Eni Budiyati, S.T., M.Eng
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
LEMBAR PENGESAHAN
Prarancangan Pabrik Melamin Proses BASF Kapasitas 20.000 Ton Per Tahun
1. Ir. Nur Hidayati, M.T., PhD 2. Eni Budiyati, S.T., M.Eng
Surakarta, 2011
Menyetujui Dosen Pembimbing I
Ir. Nur Hidayati, M.T., PhD NIK. 975
Dosen Pembimbing II
Eni Budiyati, S.T., M.Eng NIK. 100.991 Mengetahui :
Dekan Fakultas Teknik Ketua Jurusan Teknik Kimia
PERNYATAAN ORIGINALITAS
Saya yang bertanda tangan di bawah ini,
Nama : Ikhwan Arif Nadhori NIM : D 500 090 027
Judul Skripsi : Prarancangan Pabrik Melamin Proses BASF Kapasitas 20.000 ton per tahun
Tanggal Sidang : 28 Juli 2011 Tanggal Lulus : 28 Juli 2011
menyatakan bahwa tulisan ini adalah merupakan hasil karya saya sendiri. Segala kutipan dalam bentuk apa pun telah mengikuti kaidah, etika yang berlaku. Mengenai isi dan tulisan adalah merupakan tanggung jawab Penulis, bukan Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya dan dengan penuh kesadaran.
Surakarta, Agustus 2011
MOTTO
Hidup itu pilihan, segala sesuatu memiliki balasan
Dimana ada pertemuan, maka ada perpisahan
Ada kesedihan, maka ada kebahagiaan
Saat hidup mengharuskan untuk satu pilihan
Maka keyakinan akan membawa kita pada dua kenyataan
Dan ketika pilihan itu jatuh pada penyesalan
Jangan jadikan itu sebagai kekalahan
Justru jadikan itu sebagai pembelajaran dalam mencapai keberhasilan
PERSEMBAHAN
Ya ALLAH...Haruskah aku bertanya pada MU? ”Mengapa kau titipkan cinta yang begitu besar pada ibu dan ayahku, Aku bahagia....Sangat bahagia...Tapi aku takut...Aku tak akan pernah mampu membalasnya YA ALLAH...
Ya ALLAH…Engkau Maha Tahu segalanya…Betapa lelah ibuku…Begitu lelah ayahku…Izinkan aku ya Allah untuk membahagiakan mereka…Ya ALLAH...Sewaktu kecil, ayah dan ibuku rela untuk tak tidur karena aku…Sekarang biarkanlah aku tak tidur untuk mereka…Sampai sekarang saat aku sakit mereka selalu berdoa…“Ya Allah biarkanlah kami yang sakit, jangan anak kami..” Maka Ya ALLAH sekarang biarkanlah aku yang sakit jangan mereka…
Ya Allah…Aku tak mampu jika harus beribadah seperti para kekasihmu…Tapi aku ingin bisa beribadah padamu dengan yang terbaik yang aku bisa dan aku punya…Ya ALLAH…Buatlah waktuku barokah…Badanku tak mudah lelah…Hatiku selalu tenang...Agar aku dapat beribadah padamu dengan sempurna…Dengan doa dan dengan usaha…
Ya Allah…Nikmat yang manakah yang bisa ku dustakan??Tidak ada ya Allah…Tapi aku memohon pada Mu untuk menambahnya lagi…Bukan untukku Ya ALLAH, tapi untuk keluargaku…Untuk membalas setiap tetes darah dan keringat mereka…Yang telah mereka cucurkan untukku…
Karya kecil tak bernilai ini aku persembahkan untuk orang-orang yang sudah memberikan cintanya untuk ku….
The First... Ibu dan Bapak…
berharga dan kaya....Jauhnya aku dari beliau tidak pernah membuat aku merasa kehilangan atau kekurangan kasih sayang dari beliau...Doa beliau selalu melekat dalam nama aku...
Ikhwan Arif Nadhori…
Kepada adikku Azis Irfan Anshori dan Fadzilah Iqbal Wibisono yang telah memberikan doa dan semangat dalam setiap langkah hidupku, semoga engkau menjadi seseorang yang selalu patuh dan taat kepada orang tua, serta selalu memiliki keimanan dan ketaqwaan, amin yaa robb.
Kepada Ustad Agus dan Mbak Ita yang memberikan semangat, doa, serta selalu membimbingku ketika aku terjatuh. Aku tidak akan lupa atas semua pengorbanan beliau yang selama ini telah tercurahkan semua kepadaku, semoga ALLAH SWT memberikan dan membalas semua kebaikan, amin yaa robb.
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena rahmat dan hidayah-Nya, Penulis dapat menyelesaikan penelitian hingga penyusunan laporan Tugas Perancangan Pabrik dengan judul Prarancangan Pabrik Melamin
Proses BASF Kapasitas 20.000 ton per tahun.
Tugas prarancangan pabrik kimia ini merupakan tugas akhir yang harus diselesaikan oleh setiap mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta sebagai prasyarat untuk menyelesaikan jenjang studi sarjana. Dengan tugas ini diharapkan kemampuan penalaran dan penerapan teori-teori yang telah diperoleh selama kuliah dapat berkembang dan dapat dipahami dengan baik.
Penyelesaian penyusunan laporan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan baik materi ataupun moril dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1. Bapak Ir. Agus Riyanto, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Ir. H. Haryanto AR., M.S., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Ibu Ir. Nur Hidayati, M.T., PhD., selaku Dosen Pembimbing I, yang telah memberikan bimbingan dan saran-sarannya.
4. Ibu Eni Budiyati, S.T., M.Eng., selaku Dosen Pembimbing II, yang telah memberikan bimbingan dan saran-sarannya.
5. Bapak dan Ibu tercinta, terimakasih atas doa yang telah diberikan serta dukungannya.
6. Teman-teman seperjuangan angkatan 2009 Teknik Kimia UMS. 7. Ustad Agus yang selalu memberi saran dan masukannya.
Disadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, karena itu diharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Semoga tugas akhir ini menjadi awal kesuksesan penulis pada langkah selanjutnya, dan diharapkan tugas akhir ini akan bermanfaat bagi semua pihak. Wassalamu’alaikum Wr.Wb.
Surakarta, Juli 2011
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
INTISARI... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xiii
BAB I PENDAHULUAN... 1
1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik... 1
1.2 Kapasitas Rancangan ... 1
1.3 Penentuan Lokasi Pabrik... 4
1.4 Tinjauan Pustaka... 5
1.4.1 Macam-macam Proses... 5
1.4.2 Kegunaan Produk ... 9
1.4.3 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk... 10
1.4.4 Tinjauan Proses ... 13
BAB II DESKRIPSI PROSES ... 15
2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk... 15
2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku... 15
2.1.2 Spesifikasi Produk... 15
2.2.1 Tinjauan Thermodinamika... 16
2.2.2 Tinjauan Kinetika... 18
2.3 Diagram Alir Proses... 19
2.3.1 Tinjauan Proses ... 19
2.3.1.1 Tahap Persiapan Bahan Baku... 19
2.3.1.2 Tahap Reaksi ... 19
2.3.1.3 Tahap Separasi Gas Produk... 20
2.4 Diagram Alir Neraca Massa dan Neraca Panas... 24
2.4.1 Neraca Massa ... 24
2.4.2 Neraca Panas... 30
2.5 Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses... 36
2.5.1 Lay Out Pabrik ... 36
2.5.2 Lay Out Peralatan Proses... 41
BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES... 44
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM .... 56
4.1 Unit Pendukung Proses ... 56
4.1.1 Unit Penyedia Steam ... 57
4.1.2 Unit Penyediaan dan Pengolahan Air... 62
4.1.3 Unit Pembangkit Tenaga Listrik ... 73
4.1.4 Unit Penyedia Bahan Bakar... 77
4.1.5 Unit Penyedia Udara Tekan... 78
4.1.6 Unit Pengolahan Limbah ... 79
4.2.1 Program Kerja Laboratorium... 84
4.2.2 Alat-alat Utama Laboratorium ... 86
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN ... 88
5.1 Bentuk Perusahaan... 88
5.2 Struktur Organisasi ... 90
5.3 Tugas dan Wewenang ... 95
5.3.1 Pemegang Saham ... 95
5.3.2 Dewan Komisaris ... 95
5.3.3 Manager Utama... 96
5.3.4 Manager Teknik dan Produksi ... 96
5.3.5 Manager Keuangan dan Umum ... 96
5.3.6 Staff Ahli ... 97
5.3.7 Kepala Bagian... 97
5.3.8 Kepala Seksi ... 99
5.4 Sistem Kepegawaian dan Sistem Gaji ... 100
5.5 Pembagian Jam Kerja Karyawan... 101
5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji... 103
5.6.1 Penggolongan Jabatan ... 103
5.6.2 Jumlah Karyawan dan Gaji... 104
5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan ... 109
5.8 Manajemen Perusahaan... 111
5.8.1 Perencanaan Produksi... 111
BAB VI ANALISA EKONOMI ... 115
6.1 Penaksiran Harga Peralatan... 115
6.2 Dasar Perhitungan... 117
6.3 Perhitungan Biaya... 118
6.3.1 Fixed Capital Investment... 118
6.3.2 Manufacturing Cost... 121
6.3.3 General Expense ... 124
6.4 Analisa Kelayakan ... 125
6.4.1 Percent Profit On Sales ... 125
6.4.2 Percent Return On Investment ... 126
6.4.3 Pay Out Time ... 126
6.4.4 Break Event Point... 126
6.4.5 Shut Down Point ... 127
6.4.6 Discounted Cash Flow ... 127
6.5 Hasil Perhitungan... 128
6.5.1 Capital Investment ... 128
6.5.2 Production Cost ... 130
6.5.3 Analisa Kelayakan ... 132
BAB VII KESIMPULAN ... 136
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Perkembangan Produksi dan Impor Melamin Indonesia 1997–2007 2
Tabel 2. Perkembangan Produksi dan Ekspor Urea Indonesia 1996-200... 3
Tabel 3. Kapasitas Produksi Perusahaan Melamin di Dunia ... 3
Tabel 4. Prosentase Penggunaan Melamin di Beberapa Negara ... 10
Tabel 5. HargaΔ HofdanΔ Gof Masing-Masing Komponen ... 17
Tabel 6. Arus Neraca Massa Total ... 24
Tabel 7. Neraca Massa di Melter (M-01)... 25
Tabel 8. Neraca Massa di Tangki (T-01) ... 25
Tabel 9. Neraca Massa di Reaktor (R-01)... 26
Tabel 10. Neraca Massa di Splitter 3... 26
Tabel 11. Neraca Massa di Filter (Fl-01) ... 27
Tabel 12. Neraca Massa di Kristaliser (Cr-01)... 27
Tabel 13. Neraca Massa di Siklon (Cy-01) ... 28
Tabel 14. Neraca Massa di Scrubber (Sc-01)... 28
Tabel 15. Neraca Massa di Scrubber (Sc-01) dan Tangki (T-01) ... 29
Tabel 16. Neraca Massa di Splitter 1... 29
Tabel 17. Neraca Massa di Splitter 2... 29
Tabel 18. Neraca Massa Total ... 30
Tabel 19. Neraca Panas di Melter (M-01)... 30
Tabel 20. Neraca Panas di Tangki (T-01) ... 30
Tabel 21. Neraca Panas di Reaktor (R-01)... 31
Tabel 22. Neraca Panas di Heat Exchanger (HE-01) ... 31
Tabel 24. Neraca Panas di Filter (Fl-01) ... 32
Tabel 25. Neraca Panas di Kristaliser (Cr-01) ... 33
Tabel 26. Neraca Panas di Siklon (Cy-01)... 33
Tabel 27. Neraca Panas di Splitter 1... 34
Tabel 28. Neraca Panas di Scrubber (Sc-01) ... 34
Tabel 29. Neraca Panas di Scrubber (Sc-01) dan Tangki (T-01) ... 35
Tabel 30. Neraca Panas Total... 35
Tabel 31. Perincian Luas Tanah Pabrik ... 39
Tabel 32. Kebutuhan Air Pendingin ... 71
Tabel 33. Kebutuhan Air Total... 72
Tabel 34. Kebutuhan Listrik Untuk Proses ... 73
Tabel 35. Kebutuhan Listrik Untuk Pengolahan Air ... 74
Tabel 36. Kebutuhan Listrik Untuk Penerangan ... 75
Tabel 37. Total Kebutuhan Listrik... 76
Tabel 38. Total Kebutuhan Bahan Bakar... 78
Tabel 39. Jadwal Kerja untuk Setiap Regu ... 102
Tabel 40. Penggolongan Jabatan ... 103
Tabel 41. Perincian Jumlah Karyawan ... 105
Tabel 42. Perincian Golongan dan Gaji ... 108
Tabel 43. Indeks CEP tahun 1996 sampai dengan 2008... 116
Tabel 44. Total Biaya Physical Plant Cost (PPC)... 128
Tabel 45. Total Biaya Working Capital (WC) ... 129
Tabel 47. Total Biaya Indirect Manufacturing Cost (IMC)... 130
Tabel 48. Total Biaya Fixed Manufacturing Cost (FMC) ... 131
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Diagram Alir Proses ... 18
Gambar 2. Diagram Alir Kualitatif... 22
Gambar 3. Diagram Alir Kuantitatif... 23
Gambar 4. Diagram Alir Neraca Massa... 24
Gambar 5. Lay Out Pabrik ... 40
Gambar 6. Lay Out Peralatan Proses ... 42
Gambar 7. Diagram Pengolahan Air... 70
Gambar 8. Diagram Alir Waste Water Treatment... 83
Gambar 9. Struktur Organisasi Perusahaan ... 94
Gambar 10. Grafik Hubungan Tahun dengan Cost Index... 116
Gambar 11. Grafik Perhitungan Analisis Ekonomi... 134
ABSTRAK
Prarancangan Pabrik Melamin Proses BASF dengan kapasitas 20.000 ton per tahun yang beroperasi selama 330 hari per tahun dilakukan untuk memenuhi kebutuhan melamin dalam dan luar negeri. Pabrik ini direncanakan didirikan di Kawasan Industri Kujang Cikampek, Jawa Barat. Reaksi pembentukan melamin dari urea melalui dua tahap reaksi, tahap pertama dekomposisi urea menjadi asam isocyanat dan amoniak, tahap kedua asam isocyanat berubah menjadi melamin dan karbondioksida.
Pada proses ini digunakan katalis alumina (Al2O3). Reaksi bersifat
endotermis yang berlangsung pada Fluidized bed reactor dengan suhu 395oC dan tekanan 3 atm, non adiabatis, non isothermal, fase gas-padat, irreversible, pemanas berupa molten salt. Konversi untuk reaksi ini adalah 95 % dengan yield 93 %. Produk yang diperoleh berupa padatan kristal melamin. Alat-alat utama yang digunakan adalah : Melter, Tangki penyimpanan Scrubber, Fluidized bed reactor, Cyclone separator dan Crystaliser. Kebutuhan urea untuk pabrik ini sebanyak 9.041,03 kg/jam. Produk berupa melamin sebanyak 2.522,73 kg/jam. Unit penunjang proses antara lain unit penyediaan saturated steam sebanyak 1.180,851 kg/jam yang diperoleh dari Boiler dengan bahan bakar solar, kebutuhan udara tekan sebesar 100 m3/jam, penyediaan air sebanyak 889,91 m3/hari yang diambil dari daerah Parungkadali, Bendungan Curug, dan Sungai Cikao, kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan dua buah generator set sebesar 371,89 kW sebagai cadangan, bahan bakar sebanyak 5.214,55 liter/jam. Perusahaan berbentuk Perseroan Terbatas dengan sistem organisasi line and staff. Karyawan bekerja sesuai dengan pembagian kerja dan jam kerjanya masing-masing dan dibagi menjadi karyawan shift dan non shift.
