commit to user
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK GLISEROL
DARI EPICHLOROHYDRIN, NATRIUM HIDROKSIDA
DAN AIR DENGAN KAPASITAS
60.000 TON/TAHUN
Oleh:
Dewi Khoirunnisak I 0512016
Fitri Febianti I 0512021
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
commit to user
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur hanya milik Allah SWT karena dengan kehendak-Nya
penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Pada kesempatan ini saya
mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang turut membantu dalam
melaksanakan penelitian dan penulisan laporan ini hingga dapat terselesaikan
dengan baik, khususnya kepada:
1. Ibu, ayah, dan segenap keluarga tercinta atas doa dan dukungan penuh kepada
penulis.
2. Ibu Inayati, S.T., M.T., Ph.D selaku Dosen Pembimbing I yang berkenan
membagi pengalaman dan pengetahuan, memberikan motivasi, arahan dan
bimbingan dari pengajuan proposal, pengerjaan tugas akhir hingga
penyelesaian penyusunan laporan ini.
3. Bapak Dr. Sunu H. Pranolo selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak
memberikan saran/masukan yang sangat berguna dalam hal penyusunan
laporan tugas akhir.
4. Teman-teman mahasiswa Teknik Kimia UNS 2012 khususnya Tama,
Pangesti, Bagus, Fahmi, Agatha, Sisca, Tomi, Udin dan Hafid yang telah
memberikan banyak bantuan dalam penyusunan tugas akhir ini.
Laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi perbaikan dan kemajuan di
masa depan. Semoga laporan ini bermanfaat bagi banyak pihak. Terima kasih.
Surakarta, Juli 2016
Penulis
commit to user
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
LEMBAR KONSULTASI ... Error! Bookmark not defined. KATA PENGANTAR ... iii
I.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik ...1
I.2. Kapasitas Perancangan ...2
I.3. Pemilihan Lokasi Pabrik ...5
I.4. Tinjauan Pustaka ...7
I.5. Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk ...9
BAB II DESKRIPSI PROSES ...15
II.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ...15
II.2. Konsep Reaksi ...17
II.3. Diagram Alir Proses dan Langkah Proses ...22
II.4. Lay Out Peralatan dan Pabrik ...27
BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES ...32
III.1. Spesifikasi Alat Utama ...32
III.2. Spesifikasi Alat Pendukung ...39
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES ...46
IV.1. Unit Pengadaan Air...46
IV.2. Unit Pengadaan Listrik ...47
IV.3. Unit Pengadaan Udara Tekan ...49
IV.4. Pengadaan Steam dan Bahan Bakar ...49
IV.5. Pengolahan Limbah ...50
IV.6. Unit Laboratorium ...50
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN ...52
V.1 Bentuk Perusahaan ...52
commit to user
V.2 Struktur Organisasi ...53
V.3 Tugas dan Wewenang ...55
V.4 Pembagian Jam Kerja dan Gaji Karyawan ...55
BAB VI ANALISIS EKONOMI ...59
DAFTAR PUSTAKA ...62
LAMPIRAN A DATA-DATA SIFAT FISIS ...65
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA MASSA ...69
LAMPIRAN C PERHITUNGAN NERACA PANAS ...81
LAMPIRAN D PERANCANGAN REAKTOR ...91
LAMPIRAN E ANALISIS EKONOMI ...122
commit to user
DAFTAR TABEL
Tabel I.1 Data Kebutuhan Gliserol di Indonesia ... ...3
Tabel I.2 Produksi Gliserol di Indonesia Tahun 2010 ... 3
Tabel I.3 Sumber Bahan Baku Utama ... 4
Tabel I.4 Data Kapasitas Pabrik Gliserol di Dunia ... 4
Tabel II.1 Data-data Panas Pembentukan ... 20
Tabel II.2 Neraca Massa Total ... 26
Tabel II.3 Perincian Luas Bangunan Pabrik ... 31
Tabel III.1 Spesifikasi Mixer M-01, M-02, dan M-03 ... 32
Tabel III.2 Spesifikasi Reaktor R-01 dan R-02 ... 33
Tabel III.3 Spesifikasi Netralizer ... 34
Tabel III.4 Spesifikasi Evaporator-01 ... 35
Tabel III.5 Spesifikasi Evaporator-02 ... 36
Tabel III.6 Spesifikasi Centrifuge CF-01 dan CF-02 ... 37
Tabel III.7 Spesifikasi Dekanter-01 ... 38
Tabel III.8 Spesifikasi Tangki Penyimpanan ... 39
Tabel III.9 Spesifikasi Silo ... 41
Tabel III.10 Spesifikasi Conveyor ... 41
Tabel III.11 Spesifikasi Heat Exchanger ... 42
Tabel III.12 Spesifikasi Condenser C-01 dan C-02 ... 43
Tabel III.13 Spesifikasi Pompa ... 44
Tabel IV.1 Kebutuhan Listrik untuk Proses dan Utilitas ... 48
Tabel IV.2 Total Konsumsi Listrik Pabrik selama Satu Tahun ... 49
Tabel IV.3 Spesifikasi Boiler ... 50
Tabel V.1 Perincian, Kualifikasi,Jumlah dan Gaji Karyawann Non Shift ... 56
Tabel V.2 Perincian, Kualifikasi,Jumlah dan Gaji Karyawann Shift ... 57
Tabel V.3 Jadwal Regu Shift ... 58
commit to user
DAFTAR GAMBAR
Gambar I.1 Lokasi Pabrik Gliserol ... 7
Gambar II.1 Diagram Alir Proses ... 22
Gambar II.2 Diagram Alir Kualitatif ... 23
Gambar II.3 Diagram Alir Kuantitatif ... 24
Gambar II.4 Lay Out Peralatan Proses ... 28
Gambar II.5 Lay Out Pabrik Gliserol ... 30
Gambar IV.1 Skema Pengolahan KTI ... 47
Gambar V.1 Struktur Organisasi ... 54
Gambar VI.2 Grafik Analisis Kelayakan ... 61
commit to user
commit to user
Epichlorohydrin, Natrium Hidroksida dan Air Kapasitas 60.000 Ton/tahun, Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta
Gliserol dengan rumus molekul C3H8O3 adalah salah satu bahan kimia yang
banyak digunakan pada berbagai industri seperti industri kosmetik, industri kertas, industri tekstil, industri farmasi, industri logam dan industri bahan peledak. Kebutuhan gliserol yang terus meningkat baik di dalam negeri maupun di luar negeri menjadikan kondisi pasar gliserol global sangat kondusif sehingga mendorong perancangan pabrik gliserol kapasitas 60.000 ton/tahun. Pabrik gliserol ini menggunakan bahan baku epichlorohydrin yang didatangkan dari PT. Qingdao Lasheng Corporation Ltd sebanyak 1,02 kg/kg produk, natrium hidroksida dari PT. Asahimas Chemical sebanyak 0,44 kg/kg produk dan air dari PT. Krakatau Tirta Indonesia sebanyak 0,18 kg/kg produk. Bahan tambahan yang digunakan adalah asam klorida dari PT. Asahimas Chemical sebanyak 0,01 kg/kg produk. Pabrik menghasilkan limbah berupa padatan natrium klorida sebanyak 0,65 kg/kg produk. Pabrik akan didirikan di Cilegon, Banten pada tahun 2019 dan mulai beroperasi pada tahun 2020. Pada tahun 2020, harga epichlorohydrin diproyeksikan senilai US$ 1,04/kg, sedangkan NaOH berharga US$ 0,31/kg. Harga produk gliserol senilai US$ 3,01/kg.
Proses pembuatan gliserol dilakukan dengan mereaksikan epichlorohydrin dengan natrium hidroksida dan air dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) yang dilengkapi dengan koil pendingin pada Reaktor 1 dan jaket pendingin pada Reaktor 2. Kondisi operasi pada tekanan 4,56 bar dan temperatur 150oC. Konversi dalam reaksi tersebut sebesar 99%. Produk keluar reaktor kemudian dinetralkan dengan asam klorida sehingga membentuk garam NaCl. Kemudian kandungan air diuapkan sehingga didapatkan kristal NaCl. Selanjutnya kristal NaCl dipisahkan dari filtrat menggunakan centrifuge. Proses evaporasi dan sentrifugasi dilakukan dua kali agar garam NaCl terpisah sempurna dari filtrat yang terdiri dari gliserol dan
epichlorohydrin. Filtrat yang terbentuk kemudian ditambahkan solvent kloroform
untuk memisahkan gliserol dengan epichlorohydrin sehingga diperoleh gliserol dengan kemurnian 100%. Sedangkan sisa epichlorohydrin dan solvent ditambahkan air kemudian dipisahkan menggunakan dekanter untuk dapat dipakai kembali sebagai reaktan dan solvent.
Unit pendukung proses meliputi unit pengadaan air (air pendingin, umpan
boiler, air proses, konsumsi umum dan sanitasi) yang bersumber dari PT. Krakatau
Tirta Industri sebesar 0,01 m3/kg produk, unit pengadaan steam sebesar 1,23 kg/kg produk, unit pengadaan udara tekan sebesar 0,0075 m3/kg produk, unit pengadaan listrik sebesar 0,04 kWh/kg produk yang disuplai dari PLN berkapasitas 580 kW, serta unit pengadaan bahan bakar dari Industrial Diesel Oil (IDO) sebesar 0,01 kg/kg produk. Pengolahan limbah pabrik yang berupa kristal NaCl yang berasal dari keluaran centrifuge dikirim ke Prasadha Pamunah Limbah Industri (PPLI).
Hasil analisis ekonomi didapatkan Rate of Return (ROI) sebesar 73,55% sebelum pajak dan 55,16% sesudah pajak. Pay Out Time (POT) didapatkan sebesar 1,2 tahun sebelum pajak dan 1,6 tahun sesudah pajak. Break Even Point (BEP) sebesar 52,76%, Shut Down Point (SDP) sebesar 45,69%, dan Discounted Cash Flow (DCF) sebesar 31,51%. Dari parameter yang dianalisa didapatkan nilai yang memenuhi batasan untuk setiap parameternya, sehingga pabrik ini dapat dinyatakan layak didirikan secara ekonomi untuk pabrik beresiko tinggi.
