PRARANCANGAN PABRIK DIMETIL ETERPROSES DEHIDRASI METANOL DENGAN KATALIS ALUMINA Prarancangan Pabrik Dimetil Eter Proses Dehidrasi Metanol Dengan Katalis Alumina Kapasitas 21.000 Ton Per Tahun.

PRARANCANGAN PABRIK DIMETIL ETER

PROSES DEHIDRASI METANOL DENGAN KATALIS ALUMINA KAPASITAS 21.000 TON PER TAHUN

Oleh : Indra Gunawan

D 500 110 007

Dosen Pembimbing : Kusmiyati, S.T., M.T., Ph.D

Tri Widayatno, S.T., M.Sc., Ph.D

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

iii

PERSEMBAHAN

Sebagai rasa syukur dan terima kasih, tugas akhir ini saya

persembahkan kepada :

 ALLAH S.W.T. yang telah memberikan ilmu yang

bermanfaat dan karunia-Nya kepadaku.

 Baginda Nabi Besar Muhammad S.A.W. yang telah

membawa dunia ini dari masa kegelapan menuju

masa terang-benderang.

 Bapak dan Mama tercinta, yang telah mendidik

dan mengasuhku serta tak pernah lelah dalam

memberikan motivasi, nasehat dan kasih saying.

 Saudara-saudariku tersayang, terima kasih atas

PRAKATA

Dengan mengucap puji syukur atas kehadirat ALLAH S.W.T. dimana atas karunia dan rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan tugas akhir dengan judul Prarancangan Pabrik Dimetil Eter Proses Dehidrasi Metanol dengan Katalis Alumina Kapasitas 21.000 Ton per Tahun . Tidak lupa shalawat serta salam kita curahkan kepada junjungan Baginda Nabi Besar Muhammad S.A.W yang telah mengubah zaman jahiliyah dengan penuh kegelapan menjadi jaman terang benderang yang penuh dengan ilmu.

Laporan tugas akhir ini disusun sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana Strata satu (S-1) di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Selama pembuatan laporan tugas akhir ini, penulis telah melewati berbagai tantangan dan kesulitan yang dihadapi, dikarenakan keterbatasan ilmu dan laporan tugas akhir ini dapat diselesaikan berkat adanya bantuan dari semua pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan kali ini penulis menyampaikan penghargaan dan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian laporan tugas akhir ini, yaitu :

1. Ibu Kusmiyati, S.T, M.T, Ph.D selaku Dosen Pembimbing I, atas ilmu yang bermanfaat yang telah diberikan dan kesabaran dalam membimbing penulis selama masa penulisan laporan tugas akhir ini.

2. Bapak Tri Widayatno, S.T, M.Sc, Ph.D. selaku Dosen Pembimbing II, atas segala kebaikan, bimbingan, dan arahan yang telah diberikan kepada penulis selama masa penulisan laporan tugas akhir ini.

3. Bapak Rois Fatoni, S.T, M.Sc, Ph.D. selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta.

4. Bapak dan Mama tersayang, terima kasih atas do a, dorongan semangat, dan bantuannya sehingga laporan tugas akhir ini dapat terselesaikan. 5. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan studi dan

laporan tugas akhir ini, yang mana penulis tidak bisa sebutkan satu persatu.

v INTISARI

DME (dimetil eter) merupakan salah satu senyawa yang akan digunakan sebagai bahan bakar alternatif. Dimana DME (dimetil eter) memiliki sifat fisik serupa dengan liquefied Petroleum Gas sehingga dapat langsung digunakan sebagai sumber energi untuk peralatan rumah tangga. Peluang berkembangnya industri DME (dimetil eter) di Indonesia cukup besar, dikarenakan kebutuhan energi di Indonesia yang terus meningkat, maka perlu direncanakan perancangan pabrik kimia dengan produk DME (dimetil eter). Pabrik ini direncanakan beroperasi selama 330 hari/tahun dengan kapasitas produksi DME (dimetil eter) sebesar 21.000 ton/tahun. Bahan baku utama yang diperlukan adalah metanol 99,95% sebanyak 27.253,74344 ton/tahun.

Pabrik akan didirikan di kota Bontang, provinsi Kalimantan Timur dimana lokasi pabrik dekat dengan sungai Mahakam, sehingga sumber air untuk unit utilitas berasal dari air sungai. Produksi DME (dimetil eter) menggunakan proses dehidrasi metanol dengan katalis alumina (Al2O3) pada tekanan 14,9 atm dan suhu

250°C dimana reaktor yang digunakan adalah reaktorfixed bed multitube. Reaksi bersifat eksotermis dan beroperasi pada kondisi non isothermal non adiabatic. Dimana pada reaktor tersebut menggunakan pendingin berupaDowtherm A.

Perhitungan evaluasi ekonomi memberikan hasil modal tetap yang dibutuhkan adalah sebesar Rp 230.096.936.629,89 dan modal kerja Rp 77.903.484.166,90. Diperoleh Return On Investment sebelum pajak (ROIb)

sebesar 23,58% dan Return On Investmentsesudah pajak (ROIa) sebesar 16,50%. Pay Out Time sebelum pajak (POTb) sebesar 2,98 tahun dan Pay Out Time

sesudah pajak (POTa) sebesar 3,8 tahun. Dengan Break Even Point(BEP) sebesar

52,77%, Shut Down Point (SDP) sebesar 26,98% dan Discounted Cash Flow

DAFTAR ISI

JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

PERSEMBAHAN iii

PRAKATA iv

INTI SARI v

DAFTAR ISI vi

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR TABEL ix

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Kapasitas Rancangan 1

1.3 Lokasi Pabrik 3

1.4 Tinjauan Pustaka 5

1.5 Tinjauan Proses Secara Umum 9

BAB II DESKRIPSI PROSES

2.1 Spesifikasi Bahan Baku Dan Produk 10

2.2 Konsep Proses 11

2.3 Tinjauan Kinetika 11

2.4 Tinjauan Termodinamika 12

2.5 Langkah Proses 13

vii BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN

5.1 Bentuk Perusahaan 57

5.2 Struktur Organisasi 58

5.3 Tugas Dan Wewenang 61

5.4 Pembagian Jam Kerja 65

5.5 Status Karyawan 67

5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan Dan Gaji 67

5.7 Fasilitas Karyawan 70

BAB VI ANALISIS EKONOMI

6.1 Production Cost 72

6.2 Capital Investment 73

6.3 Penentuan Harga Alat 73

6.4 Penentuan TotalCapital Investment 75

6.5 Analisis Kelayakan 78

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Pertumbuhan Impor DME Di Indonesia

Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif

Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif

Gambar 2.3 Diagram Alir Proses Neraca Massa

Gambar 2.4 Diagram Alir Proses Neraca Panas

Gambar 2.5Lay OutPabrik DME

Gambar 2.6Lay OutPeralatan Proses Pabrik DME

Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air Sungai

Gambar 5.1 Struktur Organisasi

Gambar 6.1 Hubungan antara tahun dengancost index

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data Impor DME di Indonesia

Tabel 1.2 Produsen Metanol dan Kapasitas Produksinya

Tabel 1.3 Kapasitas Produksi DME

Tabel 2.1 Data Konstanta Kesetimbangan

Tabel 2.2 Komponen yang Terdapat di Tiap Arus

Tabel 2.3 Neraca MassaInline Mixing Valve(M-101)

Tabel 2.4 Neraca Massa Reaktor (R-101)

Tabel 2.5 Neraca Massa Menara Distilasi-01 (D-101)

Tabel 2.6 Neraca Massa Menara Distilasi-02 (D-102)

Tabel 2.7 Neraca Massa Total

Tabel 2.8 Neraca Panas diInline Mixing Valve(M-101)

Tabel 2.9 Neraca Panas di Heat Exchanger-01 (E-101)

Tabel 3.0 Neraca Panas di Vaporizer (V-101)

Tabel 3.1 Neraca Panas di Heat Exchanger-02 (E-102)

Tabel 3.2 Neraca Panas di Reaktor (R-101)

Tabel 3.3 Neraca Panas di Ekspander-01 (N-101)

Tabel 3.4 Neraca Panas di Cooler-01 (E-201)

Tabel 3.5 Neraca Panas di Menara Distilasi-01 (D-101)

Tabel 3.6 Neraca Panas di Ekspander-02 (N-102)

Tabel 3.7 Neraca Panas di Heat Exchanger (E-103)

Tabel 3.8 Neraca Panas di Menara Distilasi-02 (D-102)

Tabel 3.9 Neraca Panas Total

Tabel 4.0 Perincian Penggunaan Luas Tanah

Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin

Tabel 4.2 Kebutuhan Air Umpan Boiler

Tabel 4.3 Kebutuhan Air Domestik

Tabel 4.4 Kebutuhan Air Sungai

Tabel 4.5 Kebutuhan Listrik Untuk Keperluan Proses dan Utilitas

Tabel 4.7 Kebutuhan Listrik Total Pabrik

Tabel 5.1 Jadwal Pembagian KelompokShift

Tabel 5.2 Jumlah Karyawan Menurut Jabatan

Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan

Tabel 6.1Cost Index

Tabel 6.2Fixed Capital Investment

Tabel 6.3Working Capital

Tabel 6.4 Manufacturing Cost

Tabel 6.5General Expense

Tabel 6.6Fixed Cost

Tabel 6.7Variable Cost

Tabel 6.8Regulated Cost