TUGAS AKHIRPRARANCANGAN PABRIK DIMETIL ETER Prarancangan Pabrik Dimetil Eter Proses Dehidrasi Metanol Dengan Katalis Alumina Kapasitas 20.000 Ton Per Tahun.

(1)

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK DIMETIL ETER

PROSES DEHIDRASI METANOL DENGAN KATALIS ALUMINA

KAPASITAS 20.000 TON PER TAHUN

Oleh :

Indra Setiawan

D 500 110 006

Dosen Pembimbing :

Kusmiyati, S.T., M.T., Ph.D

Tri Widayatno, S.T., M.Sc., Ph.D

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

SURAKARTA

(2)

(3)

PERSEMBAHAN

Karya ini kupersembahkan untuk...

Allah SWT yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat kepada saya....

Baginda Nabi Muhammad SAW yang telah berjuang dari zaman jahiliyah

hingga zaman yang penuh dengan ilmu pengetahuan seperti saat ini....

Kedua orang tua yang selalu mendukung dan mendo akan kami...

Serta, orang orang yang selalu menyayangi kami...

Karya ini bukan merupakan akhir dari perjalanan,

(4)

INTISARI

Dimetil eter (DME) merupakan energi alternatif dan termasuk bahan bakar ramah lingkungan yang digunakan untuk menggantikan bahan bakar LPG dan diesel. Pabrik dimetil eter (DME) direncanakan akan didirikan di daerah Bontang, Kalimantan Timur dengan kapasitas sebesar 20.000 ton/tahun. Bahan baku yang digunakan adalah metanol sebanyak 30.491,34 ton/tahun yang diperoleh dari PT. KaltimMethanol Industrydi Bontang, Kalimantan Timur.

Dimetil eter (DME) diproduksi melalui proses dehidrasi metanol dengan katalis alumina (Al2O3) pada tekanan 14,9 atm dan suhu 2500C. Reaktor yang digunakan dalam pembuatan DME adalah reaktor fixed bed multitube. Reaksi bersifat eksotermis dan beroperasi pada kondisi non isothermal non adiabatis. Produk dimetil eter (DME) yang keluar dari reaktor dimurnikan ke dalam menara distilasi hingga mencapai kemurnian 99,5% berat. Unit pendukung proses yang digunakan untuk menunjang proses produksi pabrik terdiri dari unit pengadaan air yang diperoleh dari air sungai sebanyak 3.284,91 kg/jam, unit pengadaan udara tekan sebanyak 50 m3/jam, unit pengadaan listrik sebesar 2.518 kW, unit pengadaan steam sebanyak 1.593,54 kg/jam, unit pengadaan bahan bakar solar sebanyak 255,7 L/jam, dan laboratorium yang digunakan untuk menjaga kualitas dari bahan baku dan produk, agar sesuai dengan spesifikasi yang ditentukan.

(5)

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Allah SWT, Pencipta alam semesta, yang mana atas rahmat dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir dengan

judul “Prarancangan Pabrik Dimetil Eter Proses Dehidrasi Metanol dengan

Katalis Alumina Kapasitas 20.000 Ton PerTahun”.

Tugas Prarancangan Pabrik merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan program Strata Satu Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dengan tugas ini diharapkan kemampuan penalaran dan penerapan teori-teori yang diperoleh selama perkuliahan dapat berkembang dan dapat dipahami dengan baik. Dalam menyelesaikan Tugas Prarancangan Pabrik ini penulis banyak mendapatkan bantuan, bimbingan, dan pengalaman dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan kali ini perkenankanlah penulis menghaturkan terima kasih kepada :

1. Ibu Kusmiyati, S.T., M.T., Ph.D., selaku Dosen Pembimbing I Teknik Kimia UMS.

2. Bapak Tri Widayatno, S.T., M.Sc., Ph.D., selaku Dosen Pembimbing II Teknik Kimia UMS.

3. Bapak Rois Fatoni, S.T., M.Sc, Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia UMS.

4. Kedua Orang Tua dan keluarga atas Do’a dan dukungan dengan

keikhlasan dan pengorbanannya yang selalu mendukung dalam keadaan kesulitan.

5. Teman-teman angkatan 2011 Teknik Kimia UMS.

Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih ada kekurangan serta kekeliruan dalam penyajiannya. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Penulis berharap semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya.

(6)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

PERSEMBAHAN iii

INTISARI iv

KATA PENGANTAR v

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL vii

DAFTAR GAMBAR viii

BAB I. PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik 1

1.2. Kapasitas Pabrik 1

1.3. Lokasi Pabrik 4

1.4.Tinjauan Pustaka 5

1.4.1. Macam-macam Proses 5

1.4.2. Kegunaan Produk 6

1.4.3. Sifat Fisis dan Kimia 6

1.4.4. Tinjauan Proses 9

BAB II. DESKRIPSI PROSES 10

2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk 10

2.1.1. Spesifikasi Bahan Baku 10

2.1.2. Spesifikasi Produk 10

2.1.3. Spesifikasi Katalis 11

2.2. Konsep Proses 11

2.2.1. Dasar Reaksi 11

2.2.2. Mekanisme Reaksi 11

2.2.3. Kondisi Operasi 12

2.2.4. Tinjauan Kinetika 12

2.2.5. Tinjauan Termodinamika 12

(7)

2.3. Diagram Alir Proses 16

2.4. Neraca Massa dan Neraca Panas 19

2.4.1. Neraca Massa 19

2.4.2. Neraca Panas 21

2.5. Tata Letak Pabrik dan Peralatan 24

2.5.1. Tata Letak Pabrik 24

2.5.2. Tata Letak Peralatan 28

BAB III. SPESIFIKASI ALAT PROSES 30

BAB IV. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM 44

4.1. Unit Pendukung Proses (Utilitas) 44

4.2. Laboratorium 58

BAB V. MANAJEMEN PERUSAHAAN 62

5.1. Bentuk Perusahaan 62

5.2. Struktur Organisasi 63

5.3. Tugas dan Wewenang 66

5.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan 71

5.5. Kesejahteraan Karyawan 75

BAB VI. ANALISA EKONOMI 77

6.1.Cost Index 80

6.2.Fixed Capital Investment 83

6.3.Working Capital 83

6.4.Manufacturing Cost 84

6.5.General Expenses 84

6.6.Fixed Manufacturing Cost 85

6.7.Variable Cost 85

6.8.Regulated Cost 85

BAB VII. KESIMPULAN 88

(8)

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data ImporDimethyl Etherdi Indonesia 2

Tabel 1.2 Data Produksi Metanol di Indonesia 3

Tabel 1.3 Data Kapasitas Produksi DME di Dunia 3

Tabel 2.1 Komponen tiap Arus 19

Tabel 2.2 Neraca Massa diInline Mixing 19

Tabel 2.3 Neraca Massa di Reaktor (R-101) 20

Tabel 2.4 Neraca Massa di Menara Distilasi 1 (D-101) 20 Tabel 2.5 Neraca Massa di Menara Distilasi 2 (D-102) 20

Tabel 2.6 Neraca Massa Total 21

Tabel 2.7 Neraca Panas diInline Mixing 21

Tabel 2.8 Neraca Panas diHeat Exchanger(E-101) 21

Tabel 2.9 Neraca Panas diVaporizer(V-101) 22

Tabel 2.10 Neraca Panas diHeat Exchanger(E-102) 22

Tabel 2.11 Neraca Panas di Reaktor (R-101) 22

Tabel 2.12 Neraca Panas di Ekspander 1 (N-101) 22

Tabel 2.13 Neraca Panas di Cooler 1 (E-201) 23

Tabel 2.14 Neraca Panas di Menara Distilasi 1 (D-101) 23 Tabel 2.15 Neraca Panas di Ekspander 2 (N-102) 23 Tabel 2.16 Neraca Panas diHeat Exchanger(E-103) 23 Tabel 2.17 Neraca Panas di Menara Distilasi 2 (D-102) 24

Tabel 2.18 Neraca Panas Total 24

Tabel 2.19 Perincian Luas Tanah Bangunan Pabrik 26

Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin 51

Tabel 4.2 Kebutuhan Air Umpan Boiler 51

Tabel 4.3 Kebutuhan Air Domestik 52

Tabel 4.4 Kebutuhan Air Sungai 52

(9)

Tabel 4.7 Total Kebutuhan Listrik 56

Tabel 5.1 Jadwal Pembagian KelompokShift 72

Tabel 5.2 Jumlah Karyawan dan Jabatan 73

Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan 75 Tabel 6.1Chemical Enggineering Plant Cost Index 81

Tabel 6.2Total Fixed Capital Investment 83

Tabel 6.3Working Capital 83

Tabel 6.4Manufacturing Cost 84

Tabel 6.5General Expenses 84

Tabel 6.6Fixed Manufacturing Cost 85

Tabel 6.7Variable Cost 85

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Impor DME di Indonesia 2

Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif 17

Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif 18

Gambar 2.3 Diagram Alir Neraca Massa 19

Gambar 2.4 Diagram Alir Neraca Panas 21

Gambar 2.5LayoutPabrik 27

Gambar 2.6LayoutPeralatan Proses 29

Gambar 4.1 Pengolahan Air Sungai 50

Gambar 5.1 Struktur Organisasi 65

Gambar 6.1 Hubungan antara Tahun denganCost Index 82