commit to user
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK
DIMETHYL TEREPHTHALATE
DARI
TEREPHTHALIC ACID
DAN METANOL KAPASITAS
50.000 TON/TAHUN
Disusun Oleh:
Anni Nurhayati I 0511006
Budi Setiani I 0511011
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
commit to user
LEMBAR PENGESAHAN
PRARANCANGAN PABRIK
DIMETHYL TEREPHTHALATE
DARI
TEREPHTHALIC ACID
DAN METANOL KAPASITAS
50.000 TON/TAHUN
Oleh:
Anni Nurhayati I0511006
Budi Setiani I0511011
Pembimbing II
Inayati, S.T., M.T., Ph.D NIP. 19710829 199903 2 001
Pembimbing I
Dr. Eng. Agus Purwanto, S.T., M.T. NIP. 19750411 199903 1 001
Dipertahankan di depan tim penguji:
1. Ir. Arif Jumari, M.Sc.
1.
...
NIP. 19650315 199702 1 001
2. Dr. Sperisa Distantina, S.T., M.T.
2
...
NIP. 19740509 200003 2 002
Disahkan
Kepala Program Studi S1 Teknik Kimia
commit to user
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kepada Allah SWT, karena rahmat dan ridho-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 Kepala Program Studi S1 Teknik Kimia
FT UNS.
3. Bapak Dr. Eng. Agus Purwanto, S.T., M.T. dan Ibu Inayati, S.T.,M.T, Ph.D
selaku Dosen Pembimbing I dan II atas bimbingan dan bantuan beliau.
4. Bapak Joko Waluyo, S.T., M.T. selaku Pembimbing Akademik.
5. Segenap Sivitas Akademika atas semua bantuan yang diberikan.
6. Teman-teman mahasiswa Teknik Kimia FT UNS khususnya angkatan 2011.
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 2015
commit to user
DAFTAR ISI
Halaman Judul... i
Lembar Pengesahan... ii
Kata Pengantar... iii
Daftar Isi... iv
Daftar Tabel... ix
Daftar Gambar... xi
Intisari... xii
BAB I PENDAHULUAN... 1
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik... 1
1.2. Kapasitas Rancangan... 2
1.2.1. Data Impor Dimethyl Terephthalate... 2
1.2.2. Ketersediaan Bahan Baku... 4
1.2.3. Kapasitas Maksimal dan Minimal Pabrik yang Telah Beroperasi... 5 1.3. Pemilihan Lokasi Pabrik... 7
1.3.1. Ketersediaan Bahan Baku... 8
1.3.2. Pemasaran Produk... 8
1.3.3. Sarana Transportasi... 8
1.3.4. Utilitas... 9
1.3.5. Tenaga kerja... 9
commit to user
v
1.3.7. Kebijakan Pemerintah... 9
1.4. Tinjauan Pustaka... 10
1.4.1. Macam-macam Proses Pembuatan Dimethyl Terephthalate... 10 1.4.2. Kegunaan Produk... 14
1.4.3. Sifak Fisik dan Kimia Bahan Baku, Bahan Pendukung, dan Produk... 14 1.4.4. Tinjauan Proses Secara Umum... 18
BAB II DISKRIPSI PROSES... 20
2.1. Spesifikasi Bahan Baku, Bahan Pendukung, dan Produk... 20
2.1.1. Spesifikasi Bahan Baku... 20
2.1.2. Spesifikasi Bahan Pendukung... 21
2.1.3. Spesifikasi Produk... 22
2.2. Konsep Proses... 23
2.2.1. Dasar Reaksi... 23
2.2.2. Mekanisme Reaksi... 24
2.2.3. Tinjauan kinetika... 26
2.2.4. Tinjauan Termodinamika... 28
2.2.5. Fase Reaksi... 30
2.2.6. Kondisi Operasi... 30
2.3. Diagram Alir dan Diskripsi Proses... 32
commit to user
3.2. Spesifikasi Alat Pendukung... 73
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM.... 95
4.1. Unit Pendukung Proses... 95
4.1.1. Unit Pengadaan dan Pengolahan Air... 97
4.1.2. Unit Pengadaan Air Dingin (Chilled Water)... 105
4.1.3. Unit Pengadaan Steam... 105
4.1.4. Unit Pengadaan Udara Tekan... 108
4.1.5. Unit Pengadaan Listrik... 109
4.1.6. Unit Pengadaan Bahan Bakar... 115
4.2. Unit Pengolahan Limbah... 116
4.3. Laboratorium... 117
4.3.1. Laboratorium Fisik... 119
4.3.2. Laboratorium Analitik... 120
commit to user
vii
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN... 122
5.1. Bentuk Perusahaan... 122
5.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan... 131
5.4.1. Karyawan non shift...... 131
5.4.2. Karyawan shift.... 132
5.5. Status Karyawan dan Sistem Upah... 133
5.6. Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji... 134
5.6.1. Penggolongan Jabatan... 134
5.6.2. Jumlah Karyawan dan Gaji... 135
5.7. Jaminan Sosial Tenaga Kerja... 137
BAB VI ANALISA EKONOMI... 139
6.1. Penaksiran Harga Alat... 140
6.2. Dasar Perhitungan... 142
6.3. Penentuan Total Capital Investment (TCI)... 142
6.4. Hasil Perhitungan... 143
commit to user
6.4.2. Working Capital Invesment (WCI)... 144
6.4.3. Total Capital Invesment (TCI)... 144
6.4.4. Direct Manufacturing Cost (DMC)... 145
6.4.5. Indirect Manufacturing Cost (IMC)... 145
6.4.6. Fixed Manufacturing Cost (FMC)... 145
6.4.7. Total Manufacturing Cost (TMC)... 146
6.4.8. General Expense (GE)... 146
6.4.9. Total Production Cost (TPC)... 146
6.4.10. Analisa Kelayakan... 147
Daftar Pustaka... 152
commit to user
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Data Impor Dimethyl Terephthalate di Indonesia... 3
Tabel 1.2. Data Pabrik Penghasil Dimethyl Terephthalate di Dunia Tahun 2012... 5 Tabel 1.3. Data Impor Dimethyl Terephthalate dari Negara di Asia Tahun 2012... 6 Tabel 1.4. Perbandingan Proses Pembuatan Dimethyl Terephthalate... 13
Tabel 4.1. Penggunaan Air Laut sebagai Media Pendingin... 98
Tabel 4.2. Kebutuhan Air Umpan Boiler... 103
Tabel 4.3. Jumlah Kebutuhan Air Konsumsi dan Sanitasi... 104
Tabel 4.4. Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses... 110
Tabel 4.5. Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Utilitas... 111
Tabel 4.6. Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan... 113
Tabel 4.7. Total Kebutuhan Listrik Pabrik... 114
Tabel 4.8. Kebutuhan Bahan Bakar di Pabrik... 116
Tabel 5.1. Jadwal Pembagian Kelompok Shift... 133
Tabel 5.2. Jumlah dan Gaji Karyawan Menurut Jabatan... 135
Tabel 6.1. Indeks Harga Alat... 140
Tabel 6.2. Fixed Capital Investment... 143
Tabel 6.3. Working Capital Investment... 144
Tabel 6.4. Direct Manufacturing Cost.... 144
commit to user
Tabel 6.6. Fixed Manufacturing Cost.... 145
Tabel 6.7. General Expense....... 146
commit to user
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Grafik Impor Dimethyl Terephthalate di Indonesia... 3
Gambar 1.2. Peta Lokasi Pabrik Dimethyl Terephthalate...... 7
Gambar 2.1. Reaksi Esterifikasi Terephthalic Acid dengan Metanol... 23
Gambar 2.2. Diagram Alir Kualitatif... 33
Gambar 2.3. Diagram Alir Kuantitatif... 34
Gambar 2.4. Lay Out Pabrik Dimethyl Terephthalate...... 59
Gambar 2.5. Lay Out Peralatan Proses...... 61
Gambar 4.1. Pengolahan Air Laut...... 99
Gambar 4.2. Unit Pengadaan Air Umpan Boiler dan Air Sanitasi... 104
Gambar 5.1. Struktur Organisasi Pabrik Dimethyl Terephthalate... 126
Gambar 6.1. Grafik Linierisasi Indeks Harga... 141
commit to user
INTISARI
Anni Nurhayati dan Budi Setiani, 2015, Prarancangan Pabrik Dimethyl
Terephthalate dari Terephthalate Acid dan Metanol Kapasitas 50.000 Ton/Tahun, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret, Surakarta
Dimethyl Terephthalate (DMT) merupakan dimetil ester dari terephthalic
acid yang banyak dimanfaatkan sebagai bahan baku dalam pembuatan
Polyethylene Terephthalate (PET) dan Polybutilen Terephthalate (PBT). Pabrik DMT dirancang dengan kapasitas produksi 50.000 ton/tahun dengan bahan baku
terephthalic acid sebesar 43.174,4 ton/tahun dan metanol sebesar 17.054,29 ton/tahun. Pabrik direncanakan berdiri pada tahun 2015 dan beroperasi pada tahun 2017 di Bontang, Kalimantan Timur.
Proses yang terjadi adalah esterifikasi dari terephthalic acid dan metanol
menjadi dimethyl terephthalate fase gas dengan bantuan katalis alumina aktif.
Proses berlangsung secara eksotermis pada kondisi 324-330 °C, tekanan 1,23 atm
dan perbandingan mol antara terephthalic acid dan metanol sebesar 26 : 1 dalam
single bed catalytic reactor. Kondisi reaktor adalah nonisotermal dan adiabatis. Konversi di reaktor sebesar 99 %.
Unit pendukung proses pabrik meliputi unit penyediaan air sanitasi, air
umpan boiler, air pendingin, air dingin (chilled water), listrik, dan udara tekan.
Kebutuhan air sanitasi sebesar 0,32 m3/jam, air umpan boiler sebesar 3,05
m3/jam, air pendingin dari laut sebesar 289,18 m3/jam dan kebutuhan amonia
untuk pengadaan air dingin sebesar 7.606,03 kg/jam . Kebutuhan listrik sebesar
866,37 kW dan kebutuhan udara tekan sebanyak 103,64 m3/jam. Pabrik juga
didukung laboratorium yaitu laboratorium analisis bahan baku dan produk, laboratorium penguji kualitas air, dan laboratorium penelitian dan pengembangan.
Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur
organisasi line dan staff . Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja
yang terdiri dari karyawan shift dan non-shift.
Hasil analisis ekonomi prarancangan pabrik diperoleh, Return of Investment
(ROI) sebelum dan sesudah pajak sebesar 56,81 % dan 39,77 % , Pay Out Time
(POT) sebelum dan setelah pajak selama 1,56 dan 2,09 tahun, Break Event Point
(BEP) sebesar 47,50 %, Shut Down Point (SDP) sebesar 38,23 %, dan Discounted
Cash Flow (DCF) sebesar 24,7 %. Berdasarkan analisis ekonomi dapat
disimpulkan bahwa pabrik dimethyl terephthalate (DMT) dengan kapasitas
