PRA RANCANGAN PABRIK
PEMBUATAN POLIBISFENOL-A KARBONAT DARI
BISFENOL-A DAN FOSGEN DENGAN KATALIS PIRIDIN
DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 16.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan
Ujian Sarjana Teknik Kimia
Oleh
LOISA LORENSIA SINAGA
NIM : 080405045
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur hanyalah milik Tuhan Yang Maha Kuasa yang atas rahmat dan bimbingan-Nya, setiap hari menjadi anugerah terindah dalam hidup ini. Demikianlah juga atas rahmat-σya tugas akhir dengan judul “ υra Rancangan υabrik Pembuatan Polibisfenol-a Karbonat dari Bisfenol-a dan Fosgen dengan Katalis Piridin dengan Kapasitas Produksi 16.000 ton/tahun” dapat terselesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan merupakan salah
satu syarat untuk mengikuti ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Rasa terima kasih dan hormat penulis ucapkan kepada kedua orang tua penulis, Alm. T. Sinaga dan M. Panjaitan yang selalu menjadi motivasi penulis dalam melaksanakan studi dan dalam proses pengerjaan tugas akhir ini.
Rasa terima kasih penulis juga kepada kedua dosen pembimbing penulis, Bapak Ir. Bambang Trisakti, MT dan Bapak M. Hendra S. Ginting, ST, MT yang senantiasa membimbing penulis dalam mengerjakan tugas akhir ini.
Selain itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si, Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Ibu Dr. Ir. Fatimah Batubara, MT, Sekretaris Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, Koordinator Tugas Akhir, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak dan Ibu dosen Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Para Pegawai Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
6. Rinaldry Sirait, ST atas kerjasamanya yang sangat baik dalam penulisan tugas akhir ini.
8. Teman-teman di teknik kimia, Martha, Irza, Melisa, Erika, Satriyani, Bella, Tagora, Michael, Erik, Anggi, Edward, Feb, dan semua stambuk 2008 atas bantuan, semangat dan dukungannya.
9. Semua abang/kakak senior dan adik-adik junior yang telah memberi dukungan atas penyelesaian tugas akhir ini.
Medan, Januari 2014 Penulis,
Loisa Lorensia Sinaga
I N T I S A R I
Salah satu sektor industri yang berkembang cukup pesat saat ini yaitu industri polimer yang memproduksi polibisfenol-a karbonat atau yang lebih sering disebut sebagai polikarbonat saja. Akan tetapi, hingga saat ini Indonesia masih mengandalkan produk impor untuk mencukupi kebutuhan domestik dalam konsumsi polikarbonat tersebut. Hal ini dikarenakan sampai sekarang hanya ada satu pabrik polikarbonat di dalam negeri yaitu PT Sugison Senada yang berkapasitas 13.000 ton per tahun.
Dengan minimnya produksi polikarbonat domestik mengakibatkan berbagai aplikasi produk turunan polikarbonat diimpor dari Asia Timur seperti Cina dan Jepang dengan harga beli yang masih tergolong mahal. Dan mengingat di Indonesia telah ada pabrik yang memproduksi bahan baku untuk pembuatan polikarbonat ini sehingga hal ini mendorong untuk dibuatnya suatu pra rancangan pabrik pembuatan polikarbonat dengan tujuan mencukupi kebutuhan polikarbonat dalam negeri.
Polikarbonat diproduksi 16.000 ton/tahun dengan 330 hari kerja dalam 1 tahun. Lokasi pabrik direncanakan di daerah Kawasan Industri Medan, Medan Labuhan Sumatera Utara dengan luas areal 9.880 m2, tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 120 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang direktur dengan struktur organisasi sistem garis dan staf.
Hasil analisa ekonomi Pabrik Pembuatan Polikarbonat ini adalah sebagai berikut :
Total Modal Investasi : Rp 523.946.075.235,-
Total Biaya Produksi : Rp. 1. 441.409.068.194,-
Hasil Penjualan : Rp. 1.586.263.553.114,-
Laba Bersih : Rp 100.908.648.747,-
DAFTAR ISI
1.2 Perumusan Masalah ... I-31.3 Tujuan Pra Rancangan ... I-3 1.4 Manfaa
BABII TINJAUAN PUSTAKA ... II-1
2.1 Pendahuluan ... II-1 2.2 Tinjauan Umum Polimer ... II-1 2.2.1 Karakteristik Polimer ... II-2 2.2.2 Proses Polimerisasi Secara Umum ... II-3 2.2.2.1 Polimerisasi Kondensasi (Step Polymerization) ... II-3 2.2.2.2 Polimerisasi Adisi (Chain Polymerization) ... II-4 2.2.3 Penggolongan Polimer ... II-9 2.2.4 Pemanfaatan Polimer ... II-10 2.3 Polibisfenol-a Karbonat ... II-12 2.4 Sifat-Sifat Bahan Baku dan Produk ... II-17 2.4.1 Sifat-Sifat Bahan Baku... II-17 2.4.2 Sifat-Sifat Produk ... II-18 2.5 Teknologi Proses Polimerisasi Bisfenol-a dan Fosgen
Menjadi Polikarbonat ... II-20 2.5.1 Macam-Macam Proses Pembuatan Polibisfenol-a
BAB III NERACA MASSA... III-1
BAB IV NERACA ENERGI ... IV-1
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN ... V-1
BAB VI INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA ... VI-1
6.1 Instrumentasi ... VI-1 6.2 Keselamatan dan Kesehatan Kerja ... VI-6 6.3 Keselamatan Kerja pada Pabrik Pembuatan Polibisfenol-a
Karbonat ... VI-7 6.3.1 Pencegahan terhadap Kebakaran dan Peledakan ... VI-7 6.3.2 Peralatan Perlindungan Diri ... VI-8 6.3.3 Keselamatan Kerja terhadap Listrik ... VI-9 6.3.4 Pencegahan terhadap Gangguan Kesehatan ... VI-9 6.3.5 Pencegahan terhadap Bahaya Mekanis ... VI-10 6.4 Lembar Data Keselamatan Bahan ... VI-12 6.4.1 Bisfenol-a ... VI-12 6.4.2 NaOH ... VI-12 6.4.3 Garam Bisfenol ... VI-13 6.4.4 Fosgen ... VI-13 6.4.5 Metilen Klorida ... VI-13 6.4.6 Piridin ... VI-14 6.4.7 Polibisfenol-a Karbonat ... VI-14 6.4.8 NaCl ... VI-14
BAB VII UTILITAS... VII-1
7.10 Spesifikasi Peralatan Utilitas ... VII-34 7.11 Spesifikasi Peralatan Pengolahan Limbah Cair ... VII-36 7.12 Spesifikasi Peralatan Pengolahan Limbah Gas ... VII-39 7.13 Spesifikasi Peralatan Unit Pembangkit Udara Panas ... VII-39
BAB VIII LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ... VIII-1
8.1 Lokasi Pabrik ... VIII-1 8.2 Tata Letak Pabrik ... VIII-6 8.3 Perincian Luas Tanah ... VIII-7
BAB IX ORGANISASI DAN MANAJEMEN PERUSAHAAN ... IX-1
9.5.3 Pengaturan Jam Kerja ... IX-10 9.6 Tata Tertib ... IX-11 9.7 JAMSOSTEK dan Fasilitas Tenaga Kerja ... IX-12
BAB X ANALISIS EKONOMI... X-1
10.1 Modal Investasi ... X-1 10.1.1 Modal Investasi Tetap (MIT) ... X-1 10.1.2 Modal Kerja / Working Capital (WC) ... X-3 10.1.3 Biaya Tetap (Fixed Cost) ... X-4 10.1.4 Biaya Variabel (Variabel Cost) ... X-5 10.2 Total Penjualan ... X-5 10.3 Bonus Perusahaan ... X-5 10.4 Perkiraan Rugi/Laba Usaha ... X-5 10.5 Analisa Aspek Ekonomi... X-6 10.5.1 Profit Margin (PM) ... X-6 10.5.2 Break Even Point (BEP) ... X-6 10.5.3 Return on Investment (ROI) ... X-7 10.5.4 Pay Out Time (POT) ... X-7 10.5.5 Return on Network (RON)... X-8 10.5.6 Internal Rate of Return (IRR) ... X-8
BAB XI KESIMPULAN DAN SARAN ... XI-1
11.1 Kesimpulan ... XI-1 11.2 SARAN ... XI-1
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Produsen Kimia dan Petrokimia Domestik ... I-4 Gambar 2.1 Katalis Ziegler - Natta ... II-20 Gambar 6.1 Instrumentasi pada Pompa ... VI-4 Gambar 6.2 Instrumentasi pada Tangki Gas ... VI-4 Gambar 6.3 Instrumentasi pada Tangki Cairan ... VI-5 Gambar 6.4 Instrumentasi pada Reaktor ... VI-5 Gambar 6.5 Instrumentasi pada Cooler ... VI-6 Gambar 6.6 Instrumentasi pada Flash Drum ... VI-6 Gambar 6.7 Instrumentasi pada Mixer ... VI-6 Gambar 6.8 Instrumentasi pada Product Purge Bin (PPB) ... VI-7 Gambar 8.1 Tata Letak Pabrik Pembuatan LLDPE dengan skala 1:1100 ... VIII-6 Gambar 8.2 Tata Letak Areal Proses pada Pabrik Pembuatan LLDPE
Dengan skala 1 : 670 ... VIII-7 Gambar 8.2 Tata Letak Areal Utilitas pada Pabrik Pembuatan LLDPE
Dengan skala 1 : 235 ... VIII-8 Gambar LD-1 Sketsa Sebagian Bar Screen (dilihat dari atas) ... LD-2 Gambar LD-2 Grafik Entalpi dan Temperatur Cairan pada Cooling Tower ... LD-57 Gambar LD-3 Kurva Hy terhadap 1/(Hy*– Hy) ... LD-58 Gambar LE-1 Harga Peralatan untuk Tangki Penyimpanan (Storage) dan
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Statistik Produksi dan Konsumsi Petrokimia Nasional ... I-2 Tabel 1.2 Data Statistik Harga PE – Eropa Barat tahun 2004-2005 ... I-5 Tabel 1.3 Data Statistik Harga PE – Asia tahun 2005 ... I-5 Tabel 2.1 Perbedaan Antara Mekanisme Polimerisasi Kondensasi
Tabel 4.10 Neraca Energi Mixing Tank (M-301) ... IV-3 Tabel 6.1 Daftar Penggunaan Instrumentasi pada Pra Rancangan
Pabrik Pembuatan LLDPE ... VI-3 Tabel 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) Pabrik... VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin Pabrik ... VII-2 Tabel 7.3 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan ... VII-3 Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Teluklada, Jawa Barat ... VII-4 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ... VIII-5 Tabel 9.1 Susunan Jadwal Shift Karyawan ... IX-9 Tabel 9.2. Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ... IX-10 Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ... IX-11 Tabel LA-1 Data Laju Alir Alur 3-21 ... LA-5 Tabel LB-1 Nilai Konstanta a, b, c, d dan e untuk Perhitungan Cp Gas ... LB-1 Tabel LB-2 Nilai Konstanta a, b, c, d dan e untuk Perhitungan Cp Cairan... LB-2 Tabel LB-3 Konstribusi Unsur dan Gugus untuk Estimasi Cp ... LB-2 Tabel LB-4 Konstribusi Gugus untuk Estimasi Data Hof(298K)
Tabel LB-16 Neraca Energi pada input V-202 ... LB-12 Tabel LB-17 Neraca Energi pada output V-202 ... LB-12 Tabel LB-18 Neraca Energi pada S-302... LB-13 Tabel LB-19 Neraca Energi pada input R-301 ... LB-14 Tabel LB-20 Neraca Energi pada output R-301 ... LB-15 Tabel LB-21 Neraca Energi pada E-301 ... LB-15 Tabel LB-22 Neraca Energi pada S-303... LB-16 Tabel LB-23 Neraca Energi pada M-301 ... LB-16 Tabel LB-24 Neraca Energi pada input PE-301 ... LB-17 Tabel LB-25 Neraca Energi pada output PE-301 ... LB-17 Tabel LB-26 Neraca Energi pada input V-301 ... LB-18 Tabel LB-27 Neraca Energi pada output V-301 ... LB-19 Tabel LB-28 Neraca Energi pada output E-302 ... LB-20 Tabel LB-29 Neraca Energi pada V-302 ... LB-21 Tabel LB-30 Neraca Energi pada E-301 ... LB-21 Tabel LC-1 Viskositas Gas Campuran ... LC-29 Tabel LC-2 Viskositas Gas Campuran Cycle Gas Cooler ... LC-33 Tabel LC-3 Viskositas Product Discharge System ... LC-36 Tabel LC-4 Data-data Konsentrasi Komponen yang Terdapat
Tabel LC-17 Densitas Gas Campuran Scrubber ... LC-77 Tabel LC-18 Viskositas Gas Campuran Scrubber ... LC-78 Tabel LC-19 Densitas Gas Campuran Pipa Product Purge Bin - scrubber ... LC-82 Tabel LC-20 Viskositas Gas Campuran Pipa Product Purge Bin - scrubber ... LC-82 Tabel LC-21 Densitas Campuran pada Tangki HCl ... LC-84 Tabel LC-22 Viskositas Campuran pada Tangki HCl ... LC-86 Tabel LC-23 Fraksi Mol Komponen ... LC-88 Tabel LC-24 Densitas Gas Campuran Pipa Scrubber–Flash Drum ... LC-99 Tabel LC-25 Viskositas Gas Campuran Pipa Scrubber–Flash Drum ... LC-100 Tabel LC-26 Viskositas Campuran Mixer ... LC-101 Tabel LC-27 Densitas Campuran Mixer ... LC-102 Tabel LC-28 Densitas Campuran Mixer ... LC-106 Tabel LC-29 Viskositas Campuran Mixer ... LC-107 Tabel LC-30 Densitas Campuran Melt Pump... LC-108 Tabel LC-31 Viskositas Campuran Melt Pump ... LC-108 Tabel LC-32 Densitas Campuran Belt Conveyor ... LC-111 Tabel LD-1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara
Pendingin ... LD-58 Tabel LE-1 Perincian Harga Bangunan ... LE-1 Tabel LE-2 Harga Indeks Marshall dan Swift ... LE-3 Tabel LE-3 Estimasi Harga Peralatan Proses Impor ... LE-5 Tabel LE-4 Estimasi Harga Peralatan Proses Non Impor ... LE-6 Tabel LE-5 Estimasi Harga Peralatan Utilitas Impor ... LE-6 Tabel LE-6 Estimasi Harga Peralatan Utilitas Non Impor ... LE-7 Tabel LE-7 Biaya Sarana Transportasi ... LE-10 Tabel LE-8 Perincian Gaji ... LE-14 Tabel LE-9 Perincian Biaya Kas ... LE-16 Tabel LE-10 Perincian Modal Kerja ... LE-17 Tabel LE-11 Aturan Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia
No. 17 Tahun 2000 ... LE-19 Tabel LE-12 Aturan Biaya Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia
