commit to user
i
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK METIL TERSIER BUTIL
ETER DARI METANOL DAN ISOBUTILENA
KAPASITAS 60.000 TON / TAHUN
Disusun Oleh :
Agatha Prastika Kusumaningrum
( I 0512003)
Fransisca Anita Sukamto
( I 0512022)
PROGRAM STUDI SARJANA TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
ii
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK METIL TERSIER BUTIL ETER
DARI METANOL DAN ISOBUTILENA
KAPASITAS 60 .000 TON/TAHUN
Oleh :
Agatha Prastika Kusumaningrum I 0512003
Fransisca Anita Sukamto I 0512022
Pembimbing II
Dr. Sunu Herwi Pranolo NIP. 19690316 199802 1 001
Dipertahankan di depan tim penguji :
1. Dr. Adrian Nur, S.T., M.T.
NIP. 19730108 200012 1 001
2. Wusana Agung W., S.T., M.T.
NIP. 19801005 200501 1 001
Pembimbing I
Ir. Paryanto, M.S. NIP. 19580425 198601 1 001
1. ……….
2. ...
Kepala Program Studi Sarjana
Teknik Kimia
commit to user
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus, karena karunia kasih-Nya,
penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan ini. Dalam penyusunan laporan,
penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada:
1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan, doa, materi, dan semangat yang
senantiasa diberikan tanpa kenal lelah.
2. Bapak Dr. Margono, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi S1 Teknik Kimia
FT UNS.
3. Bapak Ir. Paryanto, M.S. dan Dr. Sunu Herwi Pranolo selaku Dosen
Pembimbing I dan II atas bimbingan dan bantuan beliau.
4. Ibu Dr. Sperisa Distantina, S.T., M.T. dan Bapak Mujtahid Kaavessina,
S.T.,M.T, Ph.D selaku pembimbing akademik.
5. Dosen, laboran, dan administrasi Program Studi S1 Teknik Kimia, atas ilmu,
arahan, dan bantuan yang diberikan.
6. Teman-teman mahasiswa Teknik Kimia 2012 UNS khususnya Adel, Fitri,
Dian, Dewi, Fahmi, Bagus, Kukuh, Andri, Hafid, Vesa, Udin, Tomi, Fitra, dan
Audi untuk semangatnya.
Penulis menyadari kemungkinan laporan ini belum sempurna. Oleh karena
itu, diharapkan saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan ini dapat
bermanfaat bagi penulis dan pembaca.
Surakarta, Juli 2016
commit to user
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kepada Tuhan YME, karena karunia kasih-Nya, penulis
dapat menyelesaikan penyusunan laporan ini. Dalam penyusunan laporan, penulis
ingin mengucapkan terimakasih kepada:
1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan, doa, materi, dan semangat yang
senantiasa diberikan tanpa kenal lelah.
2. Bapak Dr. Margono, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi S1 Teknik Kimia
FT UNS.
3. Bapak Ir. Paryanto, M.S. dan Dr. Sunu Herwi Pranolo selaku Dosen
Pembimbing I dan II atas bimbingan dan bantuan beliau.
4. Ibu Dr. Sperisa Distantina, S.T., M.T. dan Bapak Mujtahid Kaavessina,
S.T.,M.T, Ph.D selaku pembimbing akademik.
5. Teman-teman mahasiswa Teknik Kimia 2012 UNS khususnya Adel, Fitri,
Dian, Rifka, Sifa, Fahmi, Bagus, Kukuh, Andri, Udin, Tomi, Fitra, dan Audi
untuk semangatnya.
Penulis menyadari kemungkinan laporan ini belum sempurna. Oleh karena
itu, diharapkan saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan ini dapat
bermanfaat bagi penulis dan pembaca.
Surakarta, Juni 2016
commit to user
iv
DAFTAR ISI
Halaman Judul ... i
Lembar Pengesahan ... ii
Kata Pengantar ... iii
Daftar Isi... iv
Daftar Tabel ... vi
Daftar Gambar ... vii
Intisari ... viii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
I.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik ... 1
I.2. Kapasitas Rancangan ... 2
I.3. Pemilihan Lokasi Pabrik ... 5
I.4. Tinjauan Pustaka ... 7
BAB II DESKRIPSI PROSES ... 11
II.1. Spesifikasi Bahan Baku, Bahan Pendukung, dan Produk ... 11
II.2. Konsep Proses ... 13
II.3. Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses ... 17
II.4. Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses ... 24
BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES ... 27
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ... 35
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN ... 45
commit to user
v
DAFTAR PUSTAKA ... 56
LAMPIRAN A SIFAT FISIS BAHAN ... 58
LAMPIRAN B NERACA MASSA ... 62
LAMPIRAN C NERACA PANAS ... 70
LAMPIRAN D PERANCANGAN REAKTOR ... 75
commit to user
vi
DAFTAR TABEL
Tabel I.1. Perkembangan Data Impor MTBE di Indonesia ... 2
Tabel I.2. Data Pabrik Penghasil Metil Tersier Butil Eter di Dunia ... 4
Tabel I.3. Faktor Pemilihan Lokasi Pabrik ... 5
Tabel I.4. Kelebihan dan Kekurangan Proses Pembuatan MTBE ... 7
Tabel II.1. Harga ΔHºf Masing-masing Komponen ... 16
Tabel II.2. Harga ΔGºf Masing-masing Komponen ... 16
Tabel II.3. Neraca Massa Total ... 20
Tabel III.1. Spesifikasi Reaktor ... 27
Tabel III.2. Spesifikasi Menara Distilasi ... 28
Tabel III.3. Spesifikasi Condenser ... 29
Tabel III.4. Spesifikasi Reboiler ... 30
Tabel III.5. Spesifikasi Heater dan Cooler ... 31
Tabel III.6. Spesifikasi Pompa ... 32
Tabel III.7. Spesifikasi Tangki ... 33
Tabel IV.1. Kebutuhan Listrik untuk Proses dan Utilitas ... 38
Tabel IV.2. Total Kebutuhan Daya Listrik Pabrik ... 39
Tabel IV.3. Spesifikasi Boiler ... 40
Tabel V.1. Perincian Kualifikasi, Jumlah, dan Gaji Karyawan Non Shift ... 49
Tabel V.2. Perincian Kualifikasi, Jumlah, dan Gaji Karyawan Shift ... 50
commit to user
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar I.1. Peta Lahan Pendirian Pabrik Metil Tersier Butil Eter ... 6
Gambar II.1. Diagram Alir Kualitatif ... 21
Gambar II.2. Diagram Alir Kuantitatif ... 22
Gambar II.3. Diagram Alir Proses ... 23
Gambar II.4. Tata Ruang Pabrik ... 25
Gambar II.5. Tata Letak Alat Proses... 26
Gambar IV.1. Pengolahan Air Proses dan Sanitasi ... 37
Gambar V.1. Struktur Organisasi Perusahaan. ... 47
commit to user
viii
INTISARI
Agatha Prastika K. dan Fransisca Anita S., 2016, Prarancangan Pabrik Metil Tersier Butil Eter dari Metanol dan Isobutilena Kapasitas 60.000 Ton/Tahun, Program Studi S1 Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta
Pabrik Metil Tersier Butil Eter dengan kapasitas 60.000 ton/tahun direncanakan didirikan di kawasan industri Bontang, pada tahun 2018 dan beroperasi pada tahun 2020 dengan bahan baku metanol sebanyak 39014,633 ton/tahun, dengan kebutuhan spesifik metanol 0,65 ton/ton produk diperoleh dari PT. Kaltim Metanol Industri, Bontang dan isobutilena sebanyak 23061,179 ton/tahun, dengan kebutuhan spesifik isobutilena 0,384 ton/ton produk diperoleh dari Linan Euro-China Co. Ltd, China. Pabrik beroperasi selama 24 jam per hari dan 330 hari per tahun dengan waktu shut down 1 bulan.
Reaksi pembentukan Metil Tersier Butil Eter berlangsung menurut reaksi eterifikasi isobutilena dan methanol dengan Amberlyst 15 sebagai katalis. Reaksi fase cair di dalam reaktor jenis fixed bed adiabatic pada suhu 333,15-338,43 K dan tekanan 6,06 bar. Reaksi bersifat eksotermis dengan konversi 95%. Produk keluar reaktor dimurnikan secara berturut-turut pada menara distilasi MD-01 dan menara distilasi MD-02. Produk Metil Tersier Butil Eter diperoleh pada hasil atas menara distilasi MD-02 dengan kemurnian 99,9% (w/w).
Kebutuhan utilitas meliputi air sebanyak 60,59 m3/ton produk, steam
sebanyak 1,04 ton/ton produk, udara tekan sebanyak 5,92 m3/ton produk, listrik sebesar 21,97 kWh/ton produk, bahan bakar batu bara sebesar 0,1 ton/ton produk, dan bahan bakar IDO sebesar 2,37 L/ton produk. Pabrik juga didukung laboratorium yang mengontrol mutu bahan baku, produk, dan air, serta bagian Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3) meliputi pencegahan terhadap bahaya kebakaran, mekanik, listrik, dan bahaya terhadap kesehatan manusia.
Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur organisasi fungsional. Jumlah kebutuhan tenaga kerja sebanyak 136 orang, yaitu karyawan non-shift dan karyawan shift.
Harga jual Metil Tersier Butil Eter adalah Rp. 19.582,-/kg dan harga bahan baku isobutilena adalah Rp. 13.505,-/kg dan metanol adalah Rp. 3.646,-/kg. Hasil analisis ekonomi prarancangan pabrik diperoleh besarnya return on investment
sebelum dan sesudah pajak adalah 48,64% dan 36,48%, pay out time sebelum dan sesudah pajak adalah 1,71 tahun dan 2,15 tahun, break even point (BEP) sebesar 48,48%, serta shut down point (SDP) sebesar 34,71%, dan discounted cash flow
