LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK Prarancangan Pabrik Isopropanolamin dari Propilen Oksida dan Amonia Kapasitas 30.000 ton / tahun.

(1)

LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK

PRARANCANGAN PABRIK ISOPROPANOLAMIN

DARI PROPILEN OKSIDA DAN AMONIA

KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN

Oleh:

PURNOWIRAWAN

D 500 020 041

Dosen Pembimbing :

Ir. Rochmadi,SU.,Ph.D.

Hamid Abdillah, ST

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

HALAMAN PENGESAHAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK KIMIA

NAMA : PURNOWIRAWAN

NIM : D 500 020 041

JUDUL TPP : Prarancangan Pabrik Isopropanolamin dari Propilen

Oksida dan Amonia Kapasitas 30.000 ton / tahun

Dosen pembimbing : 1. Ir. Rochmadi, SU.,Ph.D.

2. Hamid Abdillah, ST.

Surakarta, November 2007

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I, Dosen Pembimbing II,

Ir. ROCHMADI, SU.,Ph.D. HAMID ABDILLAH, ST

NIP 130 935 067 NIK 894

Mengetahui,

An. Dekan Fakultas Teknik Ketua Jurusan,

Ir SUBROTO, MT. Ir. H. HARYANTO, MS.

NIK 577 NIP 131 902 382

(3)

MOTTO

Hadapi dengan senyuman, yang akan terjadi biar terjadi, semuakan

baik-baik saja asal kita selalu berusaha dan berdoa okee....

Kesabaran

_{menghadapi saat-saat sulit}

Adalah tanda

Kedewasaan

Ketabahan

_{di saat duka menimpa}

Adalah buah dari

keikhlasan

Kesuksesan ada ditangan kita, ditangan mereka, dan ditangan orang-orang

yang mau berusaha

(4)

KATA PENGANTAR

Asssalamu’alaikum Wr.Wb

Alhamdulillah puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan

hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan makalah tugas

prarancangan pabrik dengan judul Prarancangan Pabrik Isopropanolamin dari

Propilen Oksida dan Amonia Kapasitas 30.000 ton/tahun

Tugas ini merupakan syarat yang harus ditempuh untuk mencapai gelar

kesarjanaan di Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Pada kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. H. Haryanto A.R. Ms selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Ir. Rochmadi, SU.,Ph.D. selaku pembimbing I

3. Bapak Hamid Abdillah, ST selaku koordinator TPP sekaligus sebagai

pembimbing II

4. Spesial untuk Bapak dan Ibu’ tercinta dan segenap keluarga yang senantiasa

memberikan semangat, dan kasih sayang serta do’a yang tak henti-hentinya,

serta dukungan baik moril maupun spirituil.

5. Keluarga Banjar khususnya adekku Selfy yang senantiasa memberikan

Support, nasehat serta bimbingannya.

6. Keluarga Rizky Comp. Mas Yudhi dan Mba’ Agustien yang selalu

memberikan doa-doanya agar Tugas Akhir ini cepat selesai.

7. Sahabatku Rid_One, Lia, Kukum, Ika tidak lupa de’ Santy yang selalu

memberi motivasi serta teman–teman TEKIM 2002 dan 2003 yang tidak bisa

disebutkan satu persatu terimakasih atas persahabatannya.

Penyusun menyadari makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu

penyusun mengharapkan saran dan kritik dari teman – teman yang bersifat

membangun. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan khususnya

bagi penyusun.

Surakarta, Oktober 2007

Penulis

(5)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL... i

HALAMAN PENGESAHAN... ii

INTISARI... iii

1.1.Latar Belakang Pendirian Pabrik ... 1

1.2.Kapasitas Perancangan Pabrik... 1

1.3.Lokasi Pabrik ... 2

1.4.Tinjauan Pustaka... 4

1.4.1. Pembuatan Isopropanolamin ... 4

1.4.2. Kegunaan Produk ... 5

1.4.3. Sifat Fisis Bahan Baku dan Produk... 5

BAB II. DESKRIPSI PROSES ... 8

2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk... 8

2.1.1. Spesifikasi Bahan Baku... 8

2.1.2. Spesifikasi Produk Utama ... 9

2.1.3. Spesifikasi Produk Samping ... 10

2.2. Konsep Proses... 11

2.2.1. Tinjauan Kinetika... 11

2.2.2. Tinjauan Termodinamika ... 11

2.3. Diagram Alir Proses ... 14

1.3.1. Neraca Massa ... 18

1.3.2. Neraca Panas ... 22

(6)

2.4. Tata Letak Pabrik... 26

2.4.1. Tata Letak Bangunan Pabrik... 27

2.4.2. Tata Letak Alat Proses ... 30

BAB III. SPESIFIKASI PERALATAN PROSES... 32

BAB IV. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ... 58

4.1. Unit Pendukung Proses (Utilitas)... 58

4.1.1. Unit Penyediaan Air... 58

4.1.2. Perancangan alat Listrik... 65

4.1.3. Unit Pengadaan Udara Tekan... 68

4.1.4. Unit Pengolahan Limbah ... 68

4.2. Laboratorium... 70

BAB V. MANAJEMEN PERUSAHAAN... 76

5.1. Bentuk Perusahaan ... 76

5.3.5. Penelitian Dan Pengembangan (Litbang)... 80

5.3.6. Kepala Bagian ... 80

5.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan... 84

5.5. Status Karyawan dan Sistem Upah... 86

5.6. Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji... 87

5.6.1. Penggolongan Jabatan ... 87

5.6.2. Jumlah Karyawan Dan Gaji ... 88

5.7. Kesejahteraan Karyawan ... 89

5.8. Manajemen Produksi ... 90

BAB VI. ANALISIS EKONOMI ... 93

6.1. Total Capital Investment... 96

6.2. Manufacturing Cost... 97

(7)

6.3. Working Capital... 98

6.4. General Expenses... 98

6.5. Analisis Kelayakan Ekonomi ... 98

KESIMPULAN ... 102

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

(8)

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1. Data Import Isopropanolamin ... 1

Tabel 2.1. Tabel Panas Pembentukan ... 11

Tabel 2.2. Tabel ∆G Tiap Komponen ... 12

Tabel 2.3. Tabel Alir Massa... 18

Tabel 2.4. Tabel Tata Letak Pabrik... 28

Tabel 4.1. Kebutuhan Air Pendingin ... 59

Tabel 4.2. Kebutuhan Air Untuk Pabrik dan Perkantoran ... 60

Tabel 4.3. Kebutuhan Air Untuk Steam Yang Diperlukan ... 60

Tabel 4.4. Krbutuhan Air dari Sungai... 61

Tabel 4.5. Konsumsi Listrik Untuk Keperluan Proses... 65

Tabel 4.5. Konsumsi Listrik Untuk Unit Pendukung Proses (Utilitas)... 66

Tabel 5.1. Jadwal Kerja Karyawan Masing-Masing Regu ... 86

Tabel 5.2. Penggolongan Jabatan Dalam Satu Peusahaan ... 87

Tabel 5.3. Jumlah Karyawan Sesuai Dengan Jabatan Dan Gaji ... 88

Tabel 5.4. Pembagian Karyawan Proses Tiap Shiff... 89

Tabel 5.5. Perincian Golongan... 89

Tabel 6.1. Hubungan Tahun Dengan Cost Index... 94

Tabel 6.2. Total Fixed Capital Invesment... 96

Tabel 6.3. Manufacturing Cost... 97

Tabel 6.4. Working Capital... 98

Tabel 6.5. General Expenses... 98

(9)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Diagram Alir Kualitatif ... 1

Gambar 2.2. Diagram Alir Kuantitatif ... 17

Gambar 2.3. Diagram Alir Proses Pabrik Isopropanolamin ... 18

Gambar 2.4. Tata Letak Pabrik ... 29

Gambar 2.5. Tata Letak Peralatan... 31

Gambar 4.1. Diagram Pengolahan Limbah Cair... 68

Gambar 4.2. Unit Pengolahan Air Sungai... 75

Gambar 5.1. Struktur Organisasi Perusahaan ... 92

Gambar 6.1. Hubungan Tahun Dengan Cost Index... 94

Gambar 6.2. Grafik Analisis Ekonomi... 101

(10)

DAFTAR LAMBANG

Qf : Kecepatan/laju air volumetric, m3/jam t : Waktu, jam

HV : Panas penguapan, joule/mol VS : Volume shell, m3

NRe : Bilangan Reynold

F : Normal heating value, Btu/lb

E : Efisiensi pengelasan

(11)

f : Allowable stress, Psia

rc : Jari-jari dish, in

icr : Jari-jari sudut dalam, in

W : Faktor intensifikasi tegangan untuk jenis head.

DI : Diameter pengaduk, m

W : Tinggi pengaduk, m

B : Lebar bafflIe, m

L : Lebar pengaduk, m

N : Kecepatan putaran, rpm

UD : Koefisien perpindahan panas menyeluruh setelah ada zat pengotor pada HE, Btu/jam ft2 oF

UC : Koefisien perpindahan panas menyeluruh pada awal HE dipakai, Btu/jam ft2 oF

k : Konduktivitas termal, Btu/jam ft2 oF/ft c : Panas spesifik, Btu/lb oF

jH : Heat transfer factor

hi : Inside film coefficient, Btu/jam ft2 oF ho : Outside film coefficient, Btu/jam ft2 oF LMTD : Log mean temperatur different,oF K : Konstanta kinetika reaksi, / menit

Nt : Jumlah tube

BS : Baffle spacing, in PT : Tube Pitch, in

(12)

INTISARI

Pabrik Isopropanolamin dari Propilen Oksida dan Amonia kapasitas 30.000 ton per tahun direncanakan beroperasi selama 330 hari per tahun. Proses pembuatan Isopropanolamin dilakukan menggunakan Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB).

Reaksi berlangsung pada fase cair, isothermal, pada suhu 60 0C dan tekanan 1 atm.

Kebutuhan Propilen Oksida untuk pabrik ini sebanyak 753,5812 kg per jam dan kebutuhan Amonia sebanyak 3.027,39 kg per jam. Produk berupa Mono Isopropanolamin (MIPA) sebanyak 2.790,62 kg per jam, Di Isoipropanolamin (DIPA) sebanyak 801,74 kg per jam dan Tri Isopropanolamin (TIPA) sebanyak 176,93 kg per jam. Utilitas pendukung proses meliputi penyediaan air sebesar 185.000 kg per jam yang diperoleh dari air sungai, kebutuhan steam sebesar 21.672,90 kg per jam yang diperoleh dari boiler dengan bahan bakar fuel oil sebesar 95.485,1122 L per hari, kebutuhan air pendingin sebesar 1.086.953,50 kg per jam, kebutuhan air perkantoran sebesar 1.500 kg per jam, kebutuhan

udara tekan sebesar 150 m3 per jam, kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan generator

sebesar 298 kW. Pabrik ini didirikan di Gresik, Jawa Timur dengan luas tanah 20.000 m2

dan jumlah karyawan 137 orang.

Pabrik Isopropanolamin ini menggunakan modal tetap sebesar US $ 3.589.265 + Rp. 78.794.055.769 dan modal kerja sebesar Rp 263.390.627.014,63.

Dari analisis ekonomi terhadap pabrik ini menunjukkan keuntungan sebelum

pajak US $ 614.835,15 per tahun, setelah dipotong pajak 30% keuntungan menjadi