PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN POLIBISFENOL-A KARBONAT DARI
BISFENOL-A DAN FOSGEN DENGAN KATALIS PIRIDIN
DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 30.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh
RINALDRY SIRAIT
NIM : 080405036
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
LEMBAR PENGESAHAN PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN POLIBISFENOL-A KARBONAT
DARI BISFENOL-A DAN FOSGEN DENGAN KATALIS PIRIDIN DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 30.000 TON/TAHUN
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh :
RINALDRY SIRAIT NIM : 080405036
Telah Diperiksa/Disetujui
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Ir. Bambang Trisakti, MT M. Hendra S. Ginting, ST, MT
NIP. 19660925 199103 1 003 NIP. 19700919 199003 1 001
Dosen Penguji I Dosen Penguji II Dosen Penguji III
Ir. Bambang Trisakti, MT Dr. Ir. Taslim, M.Si Ir. Syahrul Fauzi Siregar, MT
NIP. 19660925 199103 1 003 NIP. 19650101 199003 1 002 NIP.19530525 198503 1 001
Mengetahui,
Koordinator Tugas Akhir
Ir. Renita Manurung, MT
NIP. 19681214 199702 2 002
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
I N T I S A R I
Salah satu sektor industri yang berkembang cukup pesat saat ini yaitu industri polimer yang memproduksi polibisfenol-a karbonat atau yang lebih sering disebut sebagai polikarbonat saja. Akan tetapi, hingga saat ini Indonesia masih mengandalkan produk impor untuk mencukupi kebutuhan domestik dalam konsumsi polikarbonat tersebut. Hal ini dikarenakan sampai sekarang hanya ada satu pabrik polikarbonat di dalam negeri yaitu PT Sugison Senada yang berkapasitas 13.000 ton per tahun.
Dengan minimnya produksi polikarbonat domestik mengakibatkan berbagai aplikasi produk turunan polikarbonat diimpor dari Asia Timur seperti Cina dan Jepang dengan harga beli yang masih tergolong mahal. Dan mengingat di Indonesia telah ada pabrik yang memproduksi bahan baku untuk pembuatan polikarbonat ini sehingga hal ini mendorong untuk dibuatnya suatu pra rancangan pabrik pembuatan polikarbonat dengan tujuan mencukupi kebutuhan polikarbonat dalam negeri.
Polikarbonat diproduksi 30.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1 tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kawasan Industri Medan, Medan Labuhan Sumatera Utara dengan luas areal 12.603 m2, tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 150 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang direktur dengan struktur organisasi sistem garis dan staf.
Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Polikarbonat ini adalah sebagai berikut :
Total Modal Investasi : Rp. 949.680.377.739,- Total Biaya Produksi : Rp. 2.676.019.176.921,- Hasil Penjualan : Rp. 2.940.287.815.966,- Laba Bersih : Rp. 184.118.107.095,-
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur hanyalah milik Tuhan Yang Maha Kuasa yang atas rahmat
dan bimbingan-Nya, setiap hari menjadi anugerah terindah dalam hidup ini.
Demikianlah juga atas rahmat-Nya tugas akhir dengan judul “ Pra Rancangan Pabrik
Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat dari Bisfenol-a dan Fosgen dengan Katalis
Piridin dengan Kapasitas Produksi 30.000 ton/tahun” dapat terselesaikan dengan
baik.
Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan merupakan salah
satu syarat untuk mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Rasa terima kasih dan hormat penulis ucapkan kepada kedua orang tua
penulis, P. Sirait dan L. Manurung yang selalu mendukung penulis dalam
melaksanakan studi dan dalam proses pengerjaan tugas akhir ini.
Rasa terima kasih penulis juga kepada kedua dosen pembimbing penulis,
Bapak Ir. Bambang Trisakti, MT dan Bapak M. Hendra S. Ginting, ST, MT yang
senantiasa membimbing penulis dalam mengerjakan tugas akhir ini.
Selain itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si, Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT, Sekretaris Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.
3. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, Koordinator Tugas Akhir, Departemen Teknik
Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Dr. Ir. Taslim, M.Si sebagai dosen penguji I, dan Bapak Ir. Syahrul Fauzi
Siregar, MT sebagai dosen penguji II, atas kritik dan saran yang sangat baik
untuk perbaikan Tugas Akhir ini.
5. Bapak dan Ibu dosen Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara.
6. Ibu Dr. Ir. Iriany M.Si sebagai Dosen Pembimbing saat Penelitian, Kepala
Laboratorium Operasi Teknik Kimia, dan juga atas saran yang sangat membantu
7. Pak Sutiono, Pak Darsono, Kak Sri, Bu Deli, dan semua pegawai Departemen
Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
8. Loisa Lorensia Sinaga atas kerjasamanya yang sangat baik dalam penulisan tugas
akhir ini.
2008 atas bantuan dan semangatnya.
11.Kak Cory, Kak Rina dan semua abang / kakak kandung angkatan 2005 atas
dukungannya.
12.Asisten-asisten Laboratorium Operasi Teknik Kimia, Kak Voni, Bg Frejer, Bg
Suden, Mamet, Dewi, Edu, Toni, Andy, Amran.
13.Elmer, Weni, Vero, Sulastri, Elisabeth, Torasman, Martin, Arya, Dedi, Pontius,
Claudya, Christianto, Fitri, Nora, Heni, Raja, dan semua junior di Teknik Kimia
USU.
14.Guru-guru ku di SD N. 173655 Lumban Rang, SMP N. 1 Lumbanjulu, dan di
SMA St. Thomas 3 Medan.
Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi setiap pembacanya dan membawa
perkembangan ilmu pengetahuan teknik kimia ke depannya. Saya menyadari masih
terdapat kekurangan dalam Tugas Akhir ini, segala kritik dan saran yang bersifat
membangun saya terima dengan lapang dada untuk perbaikan selanjutnya. Terima
DAFTAR ISI
1.2 Perumusan Masalah ... I-5
1.3 Tujuan Pra Rancangan ... I-6
1.4 Manfaat Pra Rancangan ... I-6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1
2.1 Tinjauan Umum Polimer ... II-1
2.2 Proses Polimerisasi Secara Umum ... II-1
2.2.1 Polimerisasi Kondensasi (Step Polymerization) ... II-3
2.2.2 Polimerisasi Adisi (Chain Polymerization) ... II-4
2.3 Polibisfenol-a Karbonat ... II-12
2.4 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk ... II-17
2.4.1 Sifat-Sifat Bahan Baku ... II-17
2.4.2 Sifat-Sifat Produk ... II-18
2.5 Teknologi Proses Polimerisasi Bisfenol-a dan Fosgen
Menjadi Polikarbonat ... II-20
2.5.1 Macam-Macam Proses Pembuatan Polibisfenol-a
Karbonat ... II-17
2.5.2 Perbandingan Proses Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat ... II-17
2.6 Deskripsi Proses Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat ... II-20
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1
6.1 Instrumentasi ... VI-1
6.2 Keselamatan dan Kesehatan Kerja ... VI-7
6.3 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Polibisfenol-a
Karbonat ... VI-8
6.3.1 Pencegahan terhadap Kebakaran dan Peledakan ... VI-8
6.3.2 Peralatan Perlindungan Diri ... VI-9
6.3.3 Keselamatan Kerja terhadap Listrik ... VI-10
6.3.4 Pencegahan terhadap Gangguan Kesehatan ... VI-10
6.3.5 Pencegahan terhadap Bahaya Mekanis ... VI-10
6.4 Lembar Data Keselamatan Bahan ... VI-7
6.4.1 Bisfenol-a ... VI-8
6.4.2 NaOH ... VI-8
6.4.3 Garam Bisfenol ... VI-8
6.4.4 Fosgen ... VI-8
6.4.5 Metilen Klorida ... VI-8
6.4.6 Piridin ... VI-8
6.4.7 Polibisfenol-a Karbonat ... VI-8
6.4.8 NaCl ... VI-8
BAB VII UTILITAS ... VII-1
7.1 Kebutuhan Uap (Steam) ... VII-1
7.2 Kebutuhan Air ... VII-1
7.3 Kebutuhan Air Pendingin ... VII-1
7.4 Kebutuhan Bahan Kimia ... VII-1
7.5 Kebutuhan Listrik ... VII-1
7.6 Kebutuhan Bahan Bakar ... VII-1
7.7 Kebutuhan Udara Panas ... VII-1
7.8 Unit Pengolahan Limbah Gas ... VII-10
7.9 Unit Pengolahan Limbah Cair ... VII-10
7.10 Spesifikasi Peralatan Utilitas ... VII-19
7.11 Spesifikasi Peralatan Pengolahan Limbah Cair ... VII-19
7.13 Spesifikasi Peralatan Unit Pembangkit Udara Panas ... VII-19
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1
8.1 Lokasi Pabrik ... VIII-1
8.2 Tata Letak Pabrik ... VIII-3
8.3 Perincian Luas Tanah ... VIII-4
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN... IX-1
9.1 Pengertian Organisasi dan Manajemen ... IX-1
9.2 Bentuk Struktur Organisasi ... IX-4
9.2.1 Bentuk Organisasi Garis ... IX-6
9.2.2 Bentuk Organisasi Fungsionil ... IX-6
9.2.3 Bentuk Organisasi Garis dan Staf ... IX-6
9.2.4 Bentuk Organisasi Fungsionil dan Staf ... IX-6
9.3 Bentuk Badan Usaha ... IX-4
9.4 Uraian Tugas, Wewenang, dan Tanggung Jawab ... IX-9
9.4.1 Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS) ... IX-9
9.4.2 Dewan Komisaris ... IX-9
9.4.3 Direktur ... IX-9
9.4.4 Staf Ahli ... IX-10
9.4.5 Sekretaris ... IX-10
9.4.6 Manager Produksi ... IX-10
9.4.7 Manager Teknik ... IX-10
9.4.8 Manager Umum dan Keuangan ... IX-11
9.4.9 Manager Pembelian dan Pemasaran ... IX-7
9.5 Tenaga Kerja dan Jam Kerja ... IX-8
9.5.1 Jumlah dan Tingkat Pendidikan Tenaga Kerja ... IX-6
9.5.2 Sistem Penggajian ... IX-6
9.5.3 Pengaturan Jam Kerja ... IX-6
9.6 Tata Tertib ... IX-10
9.7 JAMSOSTEK dan Fasilitas Tenaga Kerja ... IX-14
BAB X ANALISIS EKONOMI ... X-1
10.1 Modal Investasi ... X-1
10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC) ... X-3
10.1.3 Biaya Tetap (Fixed Cost) ... X-4
10.1.4 Biaya Variabel (Variabel Cost) ... X-5
10.2 Total Penjualan (Total Sales) ... X-5
10.3 Bonus Perusahaan ... X-5
10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ... X-5
10.5 Analisa Aspek Ekonomi ... X-6
10.5.1 Profit Margin (PM) ... X-6
10.5.2 Break Even Point (BEP) ... X-6
10.5.3 Return on Investment (ROI) ... X-7
10.5.4 Pay Out Time (POT) ... X-7
10.5.5 Return on Network (RON) ... X-8
10.5.6 Internal Rate of Return (IRR) ... X-8
BAB XI KESIMPULAN DAN SARAN ... XI-1
11.1 Kesimpulan ... XI-1
11.2 SARAN ... XI-1
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tahap Pembentukan Polikarbonat BPA melalui Sintesis
Interfacial ... II-20
Gambar 2.2 Sintetis Melt BPAPC secara Umum ... II-20
Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Pembuatan LLDPE dengan skala 1:1100 ... VIII-6
Gambar 9.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan Pabrik
Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat ... IX-6
Gambar LC.1 Dekanter Graviti I ... LC-2
Gambar LC.2 Dekanter Graviti II ... LC-57
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Impor Polibisfenol-a Karbonat Indonesia Tahun 2007-2011 .... I-2
Tabel 2.1 Perbedaan Antara Mekanisme Polimerisasi Kondensasi
Dengan Polimerisasi Adisi ... II-5
Tabel 2.2 Contoh Polimer Alam ... II-9
Tabel 2.3 Contoh Polimer Sintetik ... II-10
Tabel 2.4 Perbandingan Proses Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat ... II-15
Tabel 3.1 Neraca Massa Reaktor Deprotonasi (R-101) ... III-1
Tabel 3.2 Neraca Massa Mixing Point I (M-101) ... III-1
Tabel 3.3 Neraca Massa Mixing Point II (M-102) ... III-1
Tabel 3.4 Neraca Massa Mixing Point III (M-103) ... III-1
Tabel 3.5 Neraca Massa Reaktor Polimerisasi (R-102) ... III-2
Tabel 3.6 Neraca Massa Dekanter I (FL-101)... III-2
Tabel 3.7 Neraca Massa Splitter (SP-101) ... III-3
Tabel 3.8 Neraca Massa Dekanter II (FL-102) ... III-3
Tabel 3.9 Neraca Massa Washer (W-101) ... III-4
Tabel 3.10 Neraca Massa Flash Drum (S-101) ... III-4
Tabel 3.11 Neraca Massa Dessicant (DS-101) ... III-4
Tabel 3.12 Neraca Massa Evaporator I (FE-101) ... III-5
Tabel 3.13 Neraca Massa Evaporator II (FE-102) ... III-1
Tabel 3.14 Neraca Massa Evaporator III (FE-103) ... III-1
Tabel 4.10 Neraca Panas FE-103 ... IV-3
Tabel 4.11 Neraca Panas E-105 ... IV-3
Tabel 6.1 Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra Rancangan
Pabrik Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat ... VI-3
Tabel 6.2 Jumlah Peralatan Pencegah Kebakaran ... VI-3
Tabel 6.3 Jumlah Peralatan Perlindungan ... VI-3
Tabel 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) ... VII-1
Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin Pabrik ... VII-2
Tabel 7.3 Pemakaian Air Untuk Kebutuhan Domestik ... VII-3
Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Deli, Daerah Kawasan Industri Medan ... VII-4
Tabel 7.5 Kebutuhan Listrik di Proses Produksi ... VII-4
Tabel 7.6 Kebutuhan Listrik di Unit Pembangkit Udara Panas ... VII-4
Tabel 7.7 Kebutuhan Listrik di Unit Utilitas... VII-4
Tabel 7.8 Kebutuhan Listrik di Unit Pengolahan Limbah Gas ... VII-4
Tabel 7.9 Kebutuhan Listrik di Unit Pengolahan Limbah Cair ... VII-4
Tabel 7.10 Kebutuhan Udara Panas Pabrik ... VII-4
Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ... VIII-5
Tabel 9.2. Informasi Acuan Untuk Memilih PT, CV, atau FIRMA ... IX-10
Tabel 9.2. Jumlah Tenaga Kerja Beserta Tingkat Pendidikannya ... IX-10
Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ... IX-11
Tabel 9.4 Pembagian Kerja Shift Tiap Regu ... IX-11
Tabel LA.1 Data Trial Temperatur dan Komposisi Flash Drum (S-101) ... LA-5
Tabel LB.1 Nilai Konstanta a, b, c, d dan e untuk Perhitungan Cp Cairan ... LB-1
Tabel LB.2 Nilai Konstanta a, b, c, d dan e untuk Perhitungan Cp Gas ... LB-2
Tabel LB.3 Konstribusi Unsur dan Gugus untuk Estimasi Cp ... LB-2
Tabel LB.4 Konstribusi Gugus Kapasitas Panas Cairan ... LB-3
Tabel LB.5 Data Panas Laten Air ... LB-4
Tabel LB.6 Data Panas Pembentukan Standar ... LB-4
Tabel LB.7 Entalpi Rotary Dryer (kJ/kg) ... LB-5
Tabel LC.1 Komposisi Bahan Masuk ke Reaktor Deprotonasi (R-101) ... LC-29
Tabel LC.2 Komposisi Bahan Keluar ke Reaktor Deprotonasi (R-101) ... LC-33
Tabel LC.4 Komposisi bahan masuk ke Reaktor Polimerisasi (R-102)... LC-38
Tabel LC.5 Viskositas bahan Reaktor Polimerisasi (R-102) ... LC-38
Tabel LC.6 Viskositas Bahan Keluar Reaktor Polimerisasi (R-102) ... LC38
Tabel LC.7 Data Perhitungan Densitas Campuran ... LC-39
Tabel LC.8 Data Perhitungan Densitas Larutan Bawah... LC-42
Tabel LC.9 Data Perhitungan Densitas Larutan Atas ... LC-47
Tabel LC.10 Data Perhitungan Viskositas Campuran... LC-55
Tabel LC.11 Data Perhitungan Densitas Campuran ... LC-55
Tabel LC.12 Data Perhitungan Densitas Larutan Bawah... LC-58
Tabel LC.13 Data Perhitungan Densitas Larutan Atas ... LC-61
Tabel LC.14 Data Perhitungan Viskositas Campuran... LC-70
Tabel LC.15 Data Pada Washer (W-101) ... LC-75
Tabel LC.16 Viskositas Bahan Keluar Washer (W-101) ... LC-75
Tabel LC.17 Komposisi bahan masuk ke Flash Drum (S-101) ... LC-77
Tabel LC.18 Viskositas Bahan Keluar Flash Drum (S-101) ... LC-78
Tabel LC.19 Viskositas Bahan Keluar Evaporator III (FE-103)... LC-82
Tabel LE.1 Estimasi Perincian Harga Bangunan ... LE-1
Tabel LE.2 Estimasi Harga Peralatan Proses - non-Impor ... LE-3
Tabel LE.3 Estimasi Harga Peralatan Proses - Terangkai ... LE-5
Tabel LE.4 Estimasi Harga Peralatan Utilitas - non-Impor ... LE-6
Tabel LE.5 Estimasi Harga Peralatan Utilitas - Terangkai ... LE-6
Tabel LE.6 Estimasi Harga Peralatan Pembangkit Udara Panas - non-Impor .. LE-7
Tabel LE.7 Estimasi Harga Peralatan Pengolahan Limbah Gas – non-Impor LE-10
Tabel LE.8 Estimasi Harga Peralatan Pengolahan Limbah Gas - Terangkai . LE-14
Tabel LE.9 Harga Peralatan Pengolahan Limbah Cair – non-Impor ... LE-16
Tabel LE.10 Estimasi Harga Peralatan Pengolahan Limbah Cair - Terangkai . LE-17
Tabel LE.11 Harga Indeks Marshall dan Swift ... LE-19
Tabel LE.12 Estimasi Harga Peralatan Proses - Impor ... LE-19
Tabel LE.13 Estimasi Harga Peralatan Utilitas - Impor ... LE-19
Tabel LE.14 Estimasi Harga Peralatan Unit Pembangkit
Udara Panas - Impor... LE-19
Tabel LE.16 Estimasi Harga Pembangkit Listrik - Impor ... LE-19
Tabel LE.17 Rangkuman Total Harga Peralatan dan Jumlah Peralatan ... LE-19
Tabel LE.18 Biaya Sarana Transportasi ... LE-19
Tabel LE.19 Perincian Gaji Karyawan ... LE-19
Tabel LE.20 Perincian Biaya Kas ... LE-19
Tabel LE.21 Perincian Modal Kerja ... LE-19
Tabel LE.22 Aturan depresiasi sesuai UU Republik Indonesia
No. 17 Tahun 2000 ... LE-19
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA ... LA-1
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI ... LB-1
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN ... LC-1
LAMPIRAN D PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN UTILITAS .... LD-1
