commit to user
i
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK METANOL DARI BATUBARA
DENGAN PROSES GASIFIKASI
KAPASITAS 500.000 TON/TAHUN
HALAMAN JUDUL
Oleh :
1.
Muhammad Arif Maulana
I 0508107
2.
Muhammad Solich Wicaksono
I 0508109
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
ii
commit to user
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Allah SWT, karena rahmat dan hidayah-Nya, penulis
akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan judul
“Prarancangan Pabrik Metanol dari Batubara dengan Proses Gasifikasi Kapasitas 500.000 ton/tahun”. Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh
banyak bantuan baik berupa dukungan moral maupun material dari berbagai
pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua atas dukungan doa, materi dan semangat yang senantiasa
diberikan tanpa kenal lelah.
2. Wusana Agung Wibowo, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I dan Dr. Sunu
Herwi Pranolo selaku Dosen Pembimbing II atas bimbingan dan bantuannya
dalam penulisan tugas akhir.
3. Ir. Paryanto, M.S., dan Mujtahid Kaavissena, S.T., M.T., Ph.D., selaku Dosen
Penguji dalam ujian pendadaran tugas akhir.
4. Grata, Iqbal, Diah, Wulan, Dian, Deasy, Farish, Ayu, Bagus, Nova, Chekly,
Erfan, Ester, Mery, Haifa, Usad, Yulia, Mitha, Hangga, Ivan, Adi, Lendra,
Rendi, Upy, Agus, Astsari, Roihan, Bagas, Firman, Yohanes, Andi, Alid,
Dhani, Utus, Fawaidz, Yunie, Vina, Eva, Kiki, Dito, Gita, Intan, Barkah,
Winta, Niken, Yosephin, Agnes, Kadir, Hantoko, Adnan
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna,
karena itu penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang
membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis pada
khususnya dan pembaca pada umumnya.
Surakarta, Desember 2013
commit to user
DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG ... viii
INTISARI ... ix
BAB I PENDAHULUAN ... 1
I.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik ... 1
I.2. Kapasitas Pabrik ... 3
I.3. Lokasi Pabrik ... 5
I.4. Tinjauan Pustaka ... 6
BAB II DESKRIPSI PROSES ... 13
II.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ... 13
II.2 Konsep Reaksi ... 15
II.3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses ... 30
II.4 Tata Letak Pabrik dan Peralatan Proses ... 39
BAB III SPESIFIKASI ALAT ... 43
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ... 53
IV.1. Unit Pengadaan Air ... 54
IV.2. Unit Pengadaan Steam... 55
IV.3. Unit Pengadaan Udara Tekan... 56
IV.4. Unit Pengadaan Listrik ... 56
IV.5. Unit Pengadaan Bahan Bakar... 58
IV.6. Unit Pengolahan limbah ... 59
IV.7. Unit Laboratorium ... 59
commit to user
v
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN ... 68
V.1 Bentuk Perusahaan ... 68
V.2 Struktur Organisasi ... 69
V.3 Tugas dan Wewenang ... 71
V.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan dan Gaji karyawan ... 71
BAB VI ANALISA EKONOMI ... 75
VI.1 Penaksiran Harga Peralatan... 77
VI.2 Dasar Perhitungan ... 78
VI.3 Hasil Perhitungan ... 79
DAFTAR PUSTAKA ... 83
LAMPIRAN A ... 1
LAMPIRAN B ... 7
LAMPIRAN C ... 12
LAMPIRAN D ... 24
LAMPIRAN E ... 33
commit to user
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar I.1 Perkembangan Impor Metanol di Indonesia Tahun 2009-2012 ... 3
Gambar I.2 Kebutuhan Metanol pada Tahun 2008-2012 ... 4
Gambar I.3 Peta Lokasi Pendirian Pabrik... 5
Gambar I.4 Tahap Proses Pembuatan Metanol ... 11
Gambar II.1 Mekanisme Pembentukan Metanol ... 19
Gambar II.2 Diagram Alir Kualitatif ... 31
Gambar II.3 Diagram Alir Kuantitatif ... 32
Gambar II.4 Diagram Alir Proses ... 33
Gambar II.5 Tata Letak Pabrik Metanol ... 41
Gambar II.6 Tata Letak Peralatan Proses Pabrik Metanol ... 42
Gambar IV.1 Skema pengolahan air... 55
Gambar V.1 Struktur Organisas ... 70
Gambar VI.1 Chemical Engineering Cost Index ... 78
commit to user
vii
DAFTAR TABEL
Tabel II.1 Harga ΔH°f masing-masing komponen untuk proses gasifikasi ... 23
Tabel II.2 Harga ΔG°f masing-masing komponen ... 23
Tabel II.3 Harga ΔH°f masing-masing komponen untuk proses shift reaction . 25 Tabel II.4 Harga ΔG°f masing-masing komponen ... 25
Tabel II.5 Harga ΔH°f masing-masing komponen untuk proses Men ... 27
Tabel II.6 Harga ΔG°f masing-masing komponen ... 28
Tabel II.7 Neraca Massa Total ... 37
Tabel II.8 Neraca Panas Total ... 38
Tabel III.1 Spesifikasi Alat-alat Proses ... 44
Tabel III.2 Spesifikasi Alat Pemurnian ... 46
Tabel III.3 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Produk ... 47
Tabel III.4 Spesifikasi Alat Penukar Panas (Heat Exchanger) ... 48
Tabel III.5 Spesifikasi Alat Penukar Panas (Heat Exchanger) (lanjutan) ... 49
Tabel III.6 Spesifikasi Alat Penampung Embun (Accumulator) ... 50
Tabel III.7 Spesifikasi Alat Penurun Tekanan ... 51
Tabel III.8 Spesifikasi Pompa Proses... 52
Tabel IV.1 Kebutuhan Air Pabrik ... 54
Tabel IV.2 Spesifikasi boiler ... 56
Tabel IV.3 Kebutuhan daya listrik proses dan utilitas ... 57
Tabel IV.4 Total kebutuhan daya listrik pabrik ... 58
Tabel VI.1 Indeks Harga Alat ... 77
Tabel VI.2 Fixed Capital Invesment (FCI) ... 79
Tabel VI.3 Working Capital Investment (WCI) ... 79
Tabel VI.4 Direct Manufacturing Cost (DMC)... 80
Tabel VI.5 Indirect Manufacturing Cost (IMC) ... 80
Tabel VI.6 Fixed Manufacturing Cost (FMC) ... 81
Tabel VI.7 General Expense (GE) ... 81
commit to user
viii
DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG
SINGKATAN Nama SINGKATAN Nama
AC Accumulator MMBTU Million British Thermal Units
B Boiler MMSCFD Million Standard Cubic Feet per Day
BC Belt Conveyor MTBE Metyl Tertier Butyl Eter
BEP Break Even Point P Pompa
BPS Biro Pusat Statistik PET Polyethylene Terephthalate
C Compressor pH Potensial Hummidity
CD Condenser PLTU Pembangkit Listrik Tenaga Uap
cm Centi meter POS Percent Profit on Sales
CT Cooling Tower POT Pay Out Time
DCF Discounted Cash Flow ppb Part per bilion DMC Direct Manufacturing Cost ppm Part per milion
DS Desulfurizer PT Perseroan Terbatas
D-3 Diploma Tiga PU Pompa Utilitas
EV Ekspansion Valve PWT Pompa Water Treatment FCI Fixed Capital Investment R Reaktor
FMC Fixed Manufacturing Cost RB Reboiler
g Gram ROI Return of Investment
GE General Expense Rp. Rupiah
HE Heating Exchanger RUPS Rapat Umum Pemegang Saham ICI Imperial Chemical Industries SDP Shut Down Point
IMC Indirect Manufacturing Cost s sekon
K Kelvin SC Screw Conveyor
Kabag Kepala bagian SK Surat Keputusan
Kasi Kepala seksi SLTA Sekolah Lanjut Tingkat Atas
kJ Kilo joule SN Schedule Number
kg Kilo gram Syngas Synthetic gas
HP Horse Power S-1 Strata satu
kton Kilo ton Tcf Trilyun cubic feet
kW Kilo watt TCI Total Capital Investment kWh Kilo watt hours TMC Total Manufacturing Cost Litbang Penelitian dan pengembangan TP Tangki Produk
m Meter TPC Total Production Cost
m2 Meter persegi TU Tangki Utilitas
m3 Meter kubik US $ United States Dollars
∆G Energi bebas gibs WCI Working Capital Investment
∆H Enthalpi WHB Waste Heat Boiler
commit to user
ix
INTISARI
Muhammad Arif Maulana dan Muhammad Solich Wicaksono, 2013, Prarancangan Pabrik Metanol dari Batubara dengan Proses Gasifikasi, Kapasitas 500.000 Ton/Tahun, Program Studi S1 Reguler, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Metanol yang dikenal sebagai metil alkohol adalah senyawa kimia dengan rumus kimia CH3OH. Pada "keadaan atmosfer" metanol berbentuk cairan yang ringan, mudah menguap, tidak berwarna, mudah terbakar, dan beracun jika terminum bisa menimbulkan kebutaan dengan bau yang khas. Metanol digunakan sebagai refrigerant, anti beku, pelarut, bahan bakar, dan bahan baku industri MTBE, asam asetat,formaldehid. Prarancangan pabrik metanol kapasitas 500.000 ton/tahun dengan bahan baku batubara 1 kg/kg produk, Air 1,19 kg/kg produk, Udara 2,65 kg/kg produk, CaO 0,015 kg/kg produk. Pabrik direncanakan berdiri di Tanjung Enim, Sumatera Selatan pada tahun 2015. Metanol dihasilkan dari proses gasifikasi batubara dengan cara mereaksikan oksigen dan batu bara dalam bentuk slurry dalam reaktor Gasifier pada kondisi non-isotermal non-adiabatik dengan suhu 1316-1700 °C dan tekanan 52,18 bar.
Unit pendukung proses pabrik meliputi unit kebutuhan air, steam, udara tekan, tenaga listrik dan bahan bakar. Kebutuhan utilitas meliputi air (air sungai) sebanyak 5,22 m3/ton produk dan listrik sebesar 9,24 kWh/ton 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 baik padat, cair, maupun gas yang dihasilkan dari proses produksi.
Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur organisasi line and staff. Jumlah kebutuhan tenaga kerja sebanyak 0,596 manhour/ton produk.
