PRARANCANGAN PABRIK ANILINE DARI HIDROGENASI NITROBENZENE FASE UAP KAPASITAS 44.000 TON/TAHUN.

(1)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

(2)

(3)

commit to user

Prarancangan Pabrik Aniline

dari Hidrogenasi Nitrobenzene Fase Uap Kapasitas 44.000 Ton/Tahun

Kata Pengantar KATA PENGANTAR

Segala puji syukur kepada Allah SWT, hanya karena rahmat dan ridho-Nya,

penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan judul

”Prarancangan Pabrik Aniline dari Hidrogenasi Nitrobenzene Fase Uap Kapasitas

44.000 Ton/Tahun”.

Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan baik

berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena itu,

penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Dr. Margono, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi S1 Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

2. Inayati, S.T., M.T., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing I dan Dr. Eng. Agus

Purwanto, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II, atas bimbingan dan

bantuannya dalam penulisan tugas akhir.

3. Dr. Sunu H.Pranolo selaku Pembimbing Akademik.

4. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi, dan semangat

yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah.

5. Teman-teman mahasiswa Teknik Kimia FT UNS khususnya angkatan 2011.

Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini belum sempurna. Oleh

karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun. Semoga

laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca sekalian.

Surakarta, Juli 2015

(4)

commit to user

A

44.000/

DAFTAR ISI

Halaman Judul ... i

Lembar Pengesahan ... ii

Kata Pengantar... iii

Daftar Isi ... iv

Daftar Tabel ... x

Daftar Gambar ... xiii

Intisari ... xiv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik ... 1

1.2 Penentuan Kapasitas Perancangan ... 2

1.2.1 KebutuhanAnilinedi Indonesia ... 2

1.2.2 Ketersediaan Bahan Baku ... 4

1.2.3 Kapasitas Minimum dan Maksimum Pabrik yang Telah Berdiri ... 5

1.3 Penentuan Lokasi Pabrik ... 5

1.4 Tinjauan Pustaka ... 6

1.4.1 Macam-macam Proses... 6

1.4.2 Alasan Pemilihan Proses ... 13

1.4.3 Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku dan Produk... 13

1.4.3.1 Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku ... 13

1.4.3.2 Sifat Fisik dan Kimia Produk ... 15

(5)

commit to user

!A " #

$ % $&# ' ( )&#*# #+'#

,-. -' )'44.000/&//01

Daftar Isi

BAB II DESKRIPSI PROSES ... 18

2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ... 18

2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku ... 18

2.1.2 Spesifikasi Bahan Pendukung ... 19

2.1.3 Spesifikasi Produk ... 19

2.2 Konsep Proses ... 19

2.2.1 Dasar Reaksi ... 19

2.2.2 Mekanisme Reaksi ... 20

2.2.3 Tinjauan Kinetika ... 22

2.2.4 Tinjauan Termodinamika ... 23

2.3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses... 25

2.3.1 Diagram Alir Kualitatif ... 26

2.3.2 Diagram Alir Kuantitatif ... 27

2.3.3 Diagram Alir Proses ... 28

2.3.4 Tahapan Proses... 29

2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas ... 31

2.4.1 Neraca Massa ... 31

2.4.2 Neraca Panas ... 36

2.5 Lay OutPabrik dan Peralatan Proses ... 43

2.5.1 Lay OutPabrik ... 43

2.5.2 Lay OutPeralatan Proses ... 47

BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES ... 49

3.1 Vaporizer... 49

(6)

commit to user

2 34 3456 457 452 48 39 :A59;9 5<

=4 39>9=3?7< 5 4@9A9B3?8<5C< 5<D4@<E4F

G 4F4@9B4@44.000H?5/H4IJ5

3.3 Reaktor ... 51

3.4 Kondenser Parsial ... 52

3.5 Menara Distilasi ... 54

3.6 Kondenser ... 55

3.7 Reboiler... 56

3.8 Akumulator ... 58

3.9 Tangki ... 59

3.10 Heat Exchanger... 61

3.11 Pompa ... 63

3.12 Gas Expander ... 67

3.13 Blower... 68

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ... 69

4.1 Unit Pendukung Proses ... 69

4.1.1 Unit Pengadaan Air ... 71

4.1.1.1 Air Pendingin ... 73

4.1.1.2 Air Umpan Boiler... 73

4.1.1.3 Air Konsumsi Umum dan Sanitasi... 76

4.1.1.4 Kebutuhan Air ... 77

4.1.2 Unit PengadaanSteam... 79

4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan... 81

4.1.4 Unit Penyedia N2... 82

4.1.5 Unit Pengadaan Listrik... 82

4.1.5.1 Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas .. 83

(7)

commit to user

K LM LMNO MNP MNK MQ LR SANRTR NU

VM LRWRVLXPU N MYRZR[LXQUN\U NU]MYU^M_

` M_MYR[MY44.000aXN/aMbcN

Daftar Isi

4.1.5.3 Listrik untuk AC ... 86

4.1.5.4 Listrik untuk Laboratorium dan Instrumentasi 87 4.1.6 Unit Pengadaan Bahan Bakar... 88

4.2 Laboratorium ... 89

4.2.1 Laboratorium Fisik ... 91

4.2.2 Laboratorium Analitik ... 92

4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan ... 92

4.2.4 Analisa Air ... 93

4.3 Unit Pengolahan Limbah ... 94

4.4 Keselamatan dan Kesehatan Kerja ... 95

BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN ... 96

5.1 Bentuk Perusahaan ... 96

5.2 Struktur Organisasi ... 96

5.3 Tugas dan Wewenang ... 100

1.3.1 Pemegang Saham... 100

5.3.2 Dewan Komiaris ... 100

5.3.3 Direktur Utama ... 100

5.3.4 Staf Ahli ... 102

5.3.5 Kepala Bagian ... 102

5.3.6 Kepala Seksi ... 106

5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ... 107

5.4.1 KaryawanNon Shift/Harian ... 107

5.4.2 KaryawanShift... 107

(8)

commit to user

d ef efgh fgi fgd fj ek lAgkmk gn

of ekpkoeqin g frkskteqjngun gnvfrnwfx

y fxfrktfr44.000zqg/zf{|g

5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji ... 110

5.6.1 Penggolongan Jabatan ... 110

5.6.2 Jumlah Karyawan dan Gaji ... 111

5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan ... 113

5.8 Manajemen Perusahaan ... 115

5.8.1 Perencanaan Produksi ... 116

5.8.2 Pengendalian Produksi ... 117

BAB IV ANALISA EKONOMI... 119

6.1 Penaksiran Harga Peralatan ... 120

6.2 Dasar Perhitungan ... 122

6.3 PenentuanTotal Capital Investment(TCI) ... 122

6.4 Hasil Perhitungan ... 123

6.4.1 Fixed Capital Investment(FCI)... 123

6.4.2 Working Capital Investment(WCI) ... 124

6.4.3 Total Capital Investment(TCI)... 124

6.4.4 Direct Manufacturing Cost(DMC) ... 124

6.4.5 Indirect Manufacturing Cost(IMC)... 125

6.4.6 Fixed Manufacturing Cost (FMC) ... 125

6.4.7 Total Manufacturing Cost(TMC)... 125

6.4.8 General Expanse(GE) ... 126

6.4.9 Total Production Cost(TPC) ... 126

6.4.10 Perhitungan Keuntungan Produksi (profit) ... 126

6.5 Analisa Kelayakan ... 127

(9)

commit to user

} ~ ~ } ~ A

~~ ~

44.000/

Daftar Isi

6.5.2 Percent Return On Investment(% ROI) ... 128

6.5.3 Pay Out Time(POT) ... 128

6.5.4 Break Even Point(BEP) ... 129

6.5.5 Shut Down Point(SDP) ... 130

6.5.6 Discounted Cash Flow(DCF) ... 131

6.6 Pembahasan ... 134

6.7 Kesimpulan... 134

Daftar Pustaka... 136

(10)

commit to user

A

¡ ¢¡£ ¤¥¦£ § ¨¤ ©ª

« ª¤¦¤44.000¬£/¬®

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1. KebutuhanAnilnedi Indonesia ... 2

Tabel 1.2 PabrikNitrobenzenedi Dunia... 4

Tabel 1.3 Data Pabrik PenghasilAnilinedi Dunia ... 5

Tabel 1.4 Perbandingan Macam Proses PembuatanAniline... 11

Tabel 2.1 Neraca MassaTee01 ... 31

Tabel 2.2 Neraca MassaVaporizer dan Separator 01... 32

Tabel 2.5 Neraca Massa Reaktor ... 33

Tabel 2.6 Neraca Massa Kondenser Parsial dan Separator 02... 34

Tabel 2.7 Neraca Massa diPurging... 34

Tabel 2.8 Neraca Massa Menara Distilasi 01 ... 35

Tabel 2.9 Neraca Massa Menara Distilasi 02 ... 35

Tabel 2.10 Neraca Massa Total ... 35

Tabel 2.11 Neraca Panas diTee01 ... 36

Tabel 2.12 Neraca Panas diVaporizer... 37

Tabel 2.13 Neraca PanasHeat Exchanger01... 37

Tabel 2.14 Neraca PanasGas Expander... 37

Tabel 2.15 Neraca Panas Blower ... 38

Tabel 2.16 Neraca Panas diTee02 ... 38

Tabel 2.17 Neraca PanasHeat Exchanger02 ... 39

(11)

commit to user

° ±² ±²³´ ²³µ ²³° ²¶ ±· ¸A³· ¹· ³ º

»² ±·¼·»±½µ º³ ²¾·¿·À±½¶º³Áº³ ºÂ²¾ºÃ²Ä

Å ²Ä²¾·À²¾44.000Æ½³/Æ²ÇÈ³

D²ÉÀ²±

Æ²¶ º¹

Tabel 2.19 Neraca Panas di Reaktor ... 40

Tabel 2.20 Neraca Panas di Kondenser Parsial ... 40

Tabel 2.21 Neraca Panas di ArusPurging... 41

Tabel 2.22 Neraca Panas di Menara Distilasi 01 ... 41

Tabel 2.23 Neraca Panas di Menara Distilasi 02 ... 42

Tabel 2.24 Neraca Panas diHeat Exchanger03... 43

Tabel 2.25 Neraca Panas Total ... 43

Tabel 3.1 SpesifikasiVaporizer... 49

Tabel 3.2 Spesifikasi Separator... 50

Tabel 3.3 Spesifikasi Reaktor ... 51

Tabel 3.4 Spesifikasi Kondenser Parsial... 52

Tabel 3.5 Spesifikasi Menara Distilasi ... 54

Tabel 3.6 Spesifikasi Kondenser... 55

Tabel 3.7 SpesifikasiReboiler... 56

Tabel 3.8 Spesifikasi Akumulator... 58

Tabel 3.9 Spesifikasi Tangki... 59

Tabel 3.10 SpesifikasiHeat Exchanger... 61

Tabel 3.11 Spesifikasi Pompa... 63

Tabel 3.12 SpesifikasiGas Expander... 67

Tabel 3.13 Spesifikasi Blower ... 68

Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin ... 77

Tabel 4.2 Kebutuhan Air untukSteam ... 78

Tabel 4.3 Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi... 78

(12)

commit to user

Ê ËÌ ËÌÍÎ ÌÍÏ ÌÍÊ ÌÐ ËÑ ÒAÍÑ ÓÑ Í Ô

ÕÌ ËÑÖÑÕË×Ï ÔÍ ÌØÑÙÑÚË×ÐÔÍÛÔÍ ÔÜÌØÔÝÌÞ

ß ÌÞÌØÑÚÌØ44.000à×Í/àÌáâÍ

DÌãÚÌË

àÌÐ ÔÓ

Tabel 4.5 Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas ... 83

Tabel 4.6 JumlahLumenBerdasarkan Luas Bangunan ... 85

Tabel 4.7 Total Kebutuhan Listrik Pabrik ... 87

Tabel 5.1 Jadwal Pembagian KelompokShift... 108

Tabel 5.2 Jumlah Karyawan Menurut Jabatan... 111

Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan... 113

Tabel 6.1 Indeks Harga Alat ... 121

Tabel 6.2 Fixed Capital Investment ... 123

Tabel 6.3 Working Capital Investment ... 124

Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost... 124

Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost... 125

Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost... 125

Tabel 6.7 General Expense... 126

(13)

commit to user

ä åæ åæçè æçé æçä æê åë ìAçë íë ç î

ïæ åëðëïåñé îç æòëóëôåñêîçõîç îöæòî÷æø

ù æøæòëôæò44.000úñç/úæûüç

Dafôæåýæþêæå

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Grafik ImporAnilinedi Indonesia ... 3

Gambar 1.2 Peta Lokasi PabrikAniline... 6

Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif... 26

Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif ... 27

Gambar 2.3 Diagram Alir Proses ... 28

Gambar 2.4 Tata Letak PabrikAniline... 46

Gambar 2.5 Tata Letak Peralatan ... 48

Gambar 4.1 Diagram Alir Pengolahan Air ... 72

Gambar 4.2 Skema Pengolahan Limbah dengan Menggunakan Activated Sludge... 95

Gambar 5.1 Struktur Organisasi PabrikAniline... 99

Gambar 6.1 Grafik Linierisasi Indeks Harga ... 121

(14)

commit to user

ÿ ÿ A

H F

44.000/

INTISARI

Tifa Paramitha dan Tika Paramitha, 2015, Prarancangan Pabrik Aniline

dari Hidrogenasi Nitrobenzene Fase Uap Kapasitas 44.000 Ton/Tahun, Program Studi S 1 Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta

Aniline merupakan bahan intermediate yang digunakan untuk proses

produksimethyl di-phenylene isocyanate(MDI). Pabrikanilinedengan kapasitas

44.000 ton/tahun dirancang untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan

selebihnya diekspor. Bahan baku untuk memproduksi aniline membutuhkan

nitrobenzene sebanyak 58.279,55 ton/tahun dan hidrogen sebanyak 353,27

m3/jam. Pabrik direncanakan berdiri pada tahun 2015 dan beroperasi pada tahun

2017 di Cilegon, Jawa Barat.

Tahapan proses produksi aniline meliputi persiapan bahan baku,

pembentukan aniline di reaktor, dan pemurnian produk. Reaksi pembentukan

aniline merupakan reaksi hidrogenasi nitrobenzene dengan industrial copper catalyst. Reaksi tersebut berlangsung pada fase gas-gas dengan katalis padat.

Reaksi dilakukan di dalam reaktor fixed bed multitube pada suhu 229,85

ºC-289,85 ºC dan tekanan 1,2 atm untuk menghasilkan konversi 80 %. Reaksi yang terjadi merupakan reaksi eksotermis sehingga menggunakan media pendingin

dowtherm A.

Unit pendukung proses meliputi unit pengadaan air dengan kebutuhan

sebesar 25,51 m3/jam (Specific consumption = 0,005 m3 air/kg produk), unit

pengadaan steam dengan kebutuhan sebesar 13.497,68 kg/jam (Specific

consumption = 2,426 kg steam/kg produk), unit pengadaan bahan bakar (IDO)

untuk boiler dan generator sebesar 346,71 L/jam (Specific consumption = 0,062

L IDO/kg produk), unit pengadaan udara tekan sebesar 65,41 m3/jam (Specific

consumption = 0,012 m3 udara tekan/kg produk), unit pengadaan nitrogen

sebesar 50 m3/jam, dan unit pengadaan listrik sebesar 498,68 kWh dari PLN

(Specific consumption = 0,09 kWh/kg produk). Pabrik juga didukung laboratorium yang mengontrol mutu bahan baku dan produk sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan. Selain itu, terdapat unit pengolahan limbah yang menangani limbah cair yang dihasilkan dari proses produksi.

Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur

organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam

kerja yang terdiri dari karyawanshiftdannonshift.

Dari hasil analisis kelayakan menunjukkan bahwa ROI (Return on

Investment) sebelum dan sesudah pajak sebesar 52,81 % dan 36,97 %, POT (Pay Out Time) sebelum dan sesudah pajak selama 1,64 dan 2,22 tahun, BEP (Break Event Point) sebesar 44,12 % dan SDP sebesar 33,54 %. Sedangkan DCF (Discounted Cash Flow) sebesar 24,46 %. Berdasarkan hasil evaluasi diatas,

maka Pabrik Aniline dari Hidrogenasi NitrobenzeneFase Uap dengan Kapasitas