TUGAS AKHIR Prarancangan Pabrik Dodekilbenzena dari Dodekena dan Benzena dengan Proses DETAL Kapasitas 60.000 Ton/Tahun.

(1)

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK DODEKILBENZENA

DARI DODEKENA DANBENZENA DENGAN PROSES DETAL

KAPASITAS 60.000 TON/TAHUN

Disusun sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Kesarjanaan Strata 1 Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Oleh : EDI SANTOSO

D 500 140 167

Dosen Pembimbing : 1. Emi Erawati, S.T., M.Eng. 2. Eni Budiyati, S.T., M.Eng.

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

(2)

(3)

(4)

INTISARI

Surfaktan merupakan komponen yang penting dalam hal kebersihan, salah satu jenis surfaktan yang sering digunakan yaitu natrium dodekilbenzena yang terbuat dari bahan baku linier alkil benzena (LAB). Surfaktan ini mempunyai harga yang lebih murah dan lebih mudah disulfonasi dibanding dengan surfaktan jenis lain. Salah satu jenis LAB yang sering digunakan yaitu dodekilbenzena.

Pabrik ini mempunyai kapasitas 60.000 ton/tahun dan akan didirikan pada tahun 2021 di Cilacap dengan karyawan berjumlah 156 orang. Pabrik ini akan mengolah dodekena dan benzena menjadi dodekilbenzena dengan menggunakan proses DETAL pada suhu operasi 150oC dan katalis silika alumina. Bahan baku yang digunakan adalah benzena sebanyak 2.523,41 kg/jam dan dodekena sebanyak 5.667,18 kg/jam. Benzena dan dodekena ini akan direaksikan didalam

reaktor fixed bed single tube. Produk utama yang dihasilkan dodekilbenzena sebesar 7.575,76 kg/jam dan produk samping didodekilbenzena sebesar 417,79 kg/jam. Pabrik ini didukung dengan unit utilitas yang terdiri dari unit penyedian air sebanyak 43.427,21 kg/jam, unit pengadaan steam sebanyak 7.837,96 kg/jam, unit pengadaan listrik sebanyak 327,12 kW, unit pengadaan udara tekan sebanyak 150 m3/jam, dan unit pengadaan bahan bakar MFO sebanyak 1.634,19 liter/jam.

Pabrik ini dilengkapi dengan unit laboratorium yang digunakan sebagai pengendalian mutu.

Pabrik ini berbentuk perseroan terbatas terbuka yang memerlukan modal tetap sebesar Rp 437.783.460.149 dan modal kerja sebesar Rp 142.013.215.637. Dari analisis ekonomi terhadap pabrik ini menunjukkan keuntungan sebelum pajak sebesar Rp 285.287.473.660 per tahun, keuntungan setelah pajak Rp 213.965.605.245 per tahun, return on investment (ROI) sebelum pajak sebesar 65,20%, ROI setelah pajak sebesar 48,90%, pay out time (POT) sebelum pajak selama 1,33 tahun, POT setelah pajak selama 1,70 tahun, break even point (BEP)

sebesar 43,63%, dan shut down point (SDP) sebesar 29,79% dengan dishcounted cash flow (DCF) sebesar 20%, sehingga pabrik ini layak untuk didirikan.

(5)

ABSTRACT

Surfactant is the most important thing in cleanlines, one of the most usable surfactant is sodium dodecylbenzene sulfonat which produced from linear alkyl benzene (LAB). This surfactant is cheaper and easier to sulfonate between the other surfactant. One of the most usable LAB is dodecylbenzene.

This company has 60000 tons/year and will be established in Cilacap at 2021 with 156 employees. This factory will convert the dodecene and benzene ot produce dodecylbenzene with DETAL process at 150 oC and silica alumina as catalyst. The raw material are 2.523,41 kg/h benzene and 5.667,18 kg/h dodecene. Benzene and dodecene will be reacted in Fixed Bed Singletube reactor. The main product is 7.575,76 kg/h dodecylbenzene and the side product is 417.79 kg/h didodecylbenzene. This factory is supported by utility plant such as water supplier with 43.427,21 kg/h capacity, steam supplier unit with 7.837,96 kg/h capacity, electricity unit with 327.12 kW capacity, compressed air unit with 150 m3/h capacity and MFO fuel supply facility with 1.634,19 liters/h. This factory is supported by laboratory unit for controlling the quality.

The company are classified as Opened Limited Liability Company with 437.783.460.149 rupiahs fixed capital cost and 142.013.215.637 rupiahs working capital cost need. The economical analysis result shows that the profit before tax are 285.287.473.660 rupiahs per year, profit after tax are 213.965.605.245 rupiahs per year, Return on investment (ROI) before tax are 65,20%, ROI after tax are 48,90%, Pay out time (POT) before tax are 1,33 years, POT after tax are 1,70 years, Break even point (BEP) are 43,63% and Shut down point (SDP) are 29,79% with Discounted cash flow (DCF) are 20%, so the company are feasible to establish.

(6)

MOTTO

Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan, maka apabila engkau telah selesai (dari sesuatu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain) dan

hanya kepada Tuhanmulah engkau berharap (Q.S. Asy-Syarh : 6-8)

Maka barang siapa yang memberikan (hartanya dijalan Allah) dan bertaqwa dan membenarkan (adanya pahala) yang terbaik (surga), maka akan Kami mudahkan

(7)

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb

Syukur alhamdulillah kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, berkah, dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini, dengan judul Prarancangan Pabrik Dodekilbenzena dari Dodekena dan Benzena dengan Proses DETAL kapasitas 60.000 ton/tahun.

Laporan tugas akhir ini disusun sebagai bagian dari proses untuk memperoleh gelar sarjana strata satu (S-1) di Program Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

Dalam penyusunan tugas akhir ini tentunya tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan dan terimakasih kepada:

1. Bapak Rois Fatoni, S.T., M.Sc., Ph.D. selaku Ketua Program Studi Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Ibu Emi Erawati, S.T., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, pengarahan, dan masukan selama penyusunan tugas akhir ini hingga selesai.

3. Ibu Eni Budiyati, S.T., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing II yang telah berkenan meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan pengarahan serta masukan dalam menyelesaikan tugas akhir ini hingga selesai.

4. Bapak/Ibu Dosen Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, yang telah memberikan ilmu pembelajaran dan bimbingan selama perkuliahan di Teknik Kimia.

5. Ayah, Ibu dan adik yang selalu memberikan doa, dukungan serta motivasi yang tiada henti, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

(8)

7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu, yang telah banyak membantu penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi para pembacanya. Penulis menyadari bahwa penulisan tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, segala kritik dan saran yang membangun akan sangat membantu demi kesempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata, saya selaku penulis mengucapkan banyak terima kasih.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta, April 2016

(9)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

INTISARI ... iv

ABSTRACT ... v

MOTTO ... vi

KATA PENGANTAR ... vii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR GRAFIK ... xiv

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Pemilihan Kapasitas Pabrik ... 2

1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik ... 4

1.4 Tinjauan Pustaka ... 6

BAB II DESKRIPSI PROSES 2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ... 13

2.2 Konsep Reaksi ... 15

2.3 Langkah Proses ... 27

2.4 Diagram Alir Neraca Massa dan Neraca Panas ... 32

2.5 Tata Letak Pabrik dan Peralatan ... 45

BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES 3.1 Spesifikasi Peralatan Proses ... 52

BAB IV UNIT UTILITAS DAN LABORATORIUM 4.1 Unit Utilitas ... 86

4.2 Laboratorium ... 118

4.3 Keselamatan Kerja dan Kesehatan ... 122

BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN 5.1 Bentuk Perusahaan ... 125

5.2 Struktur Organisasi ... 125

(10)

5.5 Jabatan Kerja, Jumlah Karyawan dan Gaji ... 136

5.6 Kesejahteraan Sosial Karyawan ... 139

5.7 Manajemen Produksi ... 140

BAB VI ANALISA EKONOMI 6.1 Capital Investment ... 146

6.2 Manufacturing Cost ... 146

6.3 General Expense ... 146

6.4 Analisa Kelayakan ... 147

6.5 Hasil Perhitungan ... 149

BAB VII KESIMPULAN ... 155 DAFTAR PUSTAKA

(11)

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data Impor Dodekilbenzenadi Indonesia ... 2

Tabel 1.2 Data Impor NatriumDodekilbenzena di Indonesia ... 2

Tabel 1.3 Data Pabrik (LAS) Dodekilbenzenadi Dunia ... 3

Tabel 1.4 Kelebihan dan Kekurangan Proses Sintesis Dodekilbenzena ... 7

Tabel 2.1 Hasil Perhitungan K1 ... 20

Tabel 2.2 Hasil Perhitungan Nilai A1 dan E1 ... 21

Tabel 2.3 Data Nilai Konversi dan Produk dari US. Patent No. 4,358,628 ... 21

Tabel 2.4 Hasil Perhitungan Nilai K2 ... 23

Tabel 2.5 Hasil Perhitungan Nilai A2 dan E2 ... 24

Tabel 2.6 Nilai Panas Pembentukan pada Kondisi Standar ... 25

Tabel 2.7 Nilai Energi Gibbs pada Kondisi Standar ... 26

Tabel 2.8 Neraca Massa Total ... 32

Tabel 2.9 Neraca Massa Percabangan 1 ... 32

Tabel 2.10 Neraca Massa Percabangan 2 ... 33

Tabel 2.11 Neraca Massa Reaktor (R-110) ... 33

Tabel 2.12 Neraca Massa Menara Destilasi 01 (D-120) ... 34

Tabel 2.16 Komponen tiap Arus ... 36

Tabel 2.17 Neraca Panas Total ... 37

Tabel 2.18 Neraca Panas Pipa Percabangan 1 ... 38

Tabel 2.19 Neraca Panas Pipa Percabangan 2 ... 38

Tabel 2.20 Neraca Panas Heat Exchanger 01 (E-117) ... 39

Tabel 2.23 Neraca Panas Reaktor (R-110) ... 40

Tabel 2.24 Neraca Panas Expantion Valve (EV-122)... 41

Tabel 2.25 Neraca Panas Menara Destilasi 01 (D-120) ... 41

(12)

Tabel 2.33 Luas Tanah dan Bangunan ... 47

Tabel 4.1 Daftar Kebutuhan Air Pendingin ... 110

Tabel 4.2 Daftar Kebutuhan Steam ... 110

Tabel 4.3 Daftar Kebutuhan Air Sanitasi ... 111

Tabel 4.4 Daftar Kebutuhan Listrik untuk Bagian Proses ... 114

Tabel 4.5 Daftar Kebutuhan Listrik untuk Bagian Utilitas ... 115

Tabel 5.1 Sistem Pembagian Kelompok Shift ... 135

Tabel 5.2 Jabatan Kerja Perusahaan ... 136

Tabel 5.3 Daftar Karyawan dan Gaji ... 137

Tabel 5.4 Pembagian Karyawan Proses tiap Shift ... 138

Tabel 5.5 Pembagian Karyawan Utilitas tiap Shift ... 138

Tabel 6.1 Indeks Harga pada Tahun 1995-2016 ... 144

Tabel 6.2 Total Fixed Capital Investment ... 149

Tabel 6.3 Working Capital ... 149

Tabel 6.4 Manufacturing Cost ... 150

Tabel 6.5 General Expenses ... 151

Tabel 6.6 Fixed Cost ... 152

Tabel 6.7 Variable Cost ... 153

(13)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.4 Diagram Alir Kualitatif ... 30

Gambar 2.5 Diagram Alir Kuantitatif ... 31

Gambar 2.6 Tata Letak Pabrik ... 48

Gambar 2.7 Tata Letak Peralatan Proses ... 51

Gambar 4.1 Unit Pengolahan Air ... 124

(14)

DAFTAR GRAFIK