PRARANCANGAN PABRIK KIMIA MAGNESIUM KLORIDA DARI MAGNESIUM HIDROKSIDA DAN ASAM KLORIDA KAPASITAS TON/TAHUN HALAMAN JUDUL SKRIPSI

KAPASITAS 25.000 TON/TAHUN HALAMAN JUDUL

SKRIPSI

Oleh:

BERMAN IFOLALA HAREFA 121150035

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA S1 JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

YOGYAKARTA 2019

KAPASITAS 25.000 TON/TAHUN HALAMAN PENGAJUAN

SKRIPSI

Diajukan kepada Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta guna melengkapi syarat-syarat

untuk memperoleh gelar sarjana Teknik Kimia

Disusun Oleh:

BERMAN IFOLALA HAREFA 121150035

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA S1 JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

YOGYAKARTA 2019

MAGNESIUM KLORIDA DARI MAGNESIUM HIDROKSIDA DAN ASAM KLORIDA

KAPASITAS 25.000 TON/TAHUN HALAMAN PENGESAHAN

SKRIPSI

Oleh:

BERMAN IFOLALA HAREFA 121150035

Yogyakarta, Desember 2019

Disetujui untuk Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri

UPN “Veteran” Yogyakarta

Pembimbing I

Dra. Sri Wahyu Murni, MT NIP. 19670310 199203 2 001

Pembimbing II

Ir. Tutik Muji Setyoningrum, MT NIP. 19630924 199203 2 002

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan hidayah-Nya kepada penyusun sehingga Tugas Akhir dengan judul “Pra- rancangan Pabrik Magnesium Klorida dari Magnesium Hidroksida dan Asam Klorida” dengan kapasitas 25.000 ton/tahun ini dapat diselesaikan.

Pra-rancangan Pabrik Kimia merupakan tugas yang diwajibkan bagi setiap mahasiswa sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana pada Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, UPN “Veteran”

Yogyakarta. Penyusunan tugas ini didasarkan atas hasil studi pustaka yang tersedia dan beberapa sumber seperti jurnal, data patent, materi akademik dan sebagainya.

Dengan selesainya Tugas Akhir II ini, penyusun mengucapkan terimakasih kepada:

1. Dra. Sri Wahyu Murni, MT dan Ir. Tutik Muji Setyoningrum, MT, selaku pembimbing atas saran, kritik, bimbingan dan arahan yang diberikan selama pengerjaan Tugas Akhir II.

2. Semua pihak yang telah banyak membantu penyelesaian tugas akhir ini.

Penyusunan skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu penyusun mengharapkan adanya kritik dan saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan penyusunan skripsi ini. Akhir kata penyusun berharap semoga Tugas Akhir Prarancangan Pabrik Kimia ini, dapat bermanfaat bagi penyusun pada khususnya dan para pembaca pada umumnya.

Yogyakarta, Desember 2019

Penyusun

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PENGAJUAN ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

DAFTAR ISI... v

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... viii

INTISARI ... x

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan ... 2

1.3 Prospek Pasar ... 2

1.4 Sasaran Pasar ... 3

1.5 Prediksi Kapasitas ... 3

1.6 Lokasi Pabrik ... 4

1.7 Tinjauan Pustaka ... 5

BAB II PROSES PRODUKSI ... 15

2.1 Spesifikasi bahan baku dan produk ... 15

2.2 Proses pembuatan dan pemurnian hasil ... 17

2.3 Diagram alir ... 19

2.4 Tata Letak ... 21

2.5 Spesifikasi alat proses ... 25

BAB III NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI ... 43

3.1 Neraca massa ... 43

3.2 Neraca energi ... 46

BAB IV UTILITAS ... 49

4.1 Kebutuhan Air ... 49

4.2 Unit Penyediaan Dowtherm A ... 51

4.3 Listrik ... 51

4.4 Bahan bakar ... 52

5.1 Bentuk badan usaha ... 67

5.2 Struktur organisasi perusahaan ... 71

5.3 Rencana kerja karyawan... 71

5.4 Karyawan dan tingkat pendidikan ... 73

5.5 Sistem penggajian karyawan ... 75

5.6 Evaluasi Ekonomi ... 77

BAB VI KESIMPULAN ... 80

DAFTAR PUSTAKA ... xiii

LAMPIRAN... xvi

Gambar II.1 Diagram Alir Kualiitatif 19

Gambar II.2 Diagram Alir Kuantitatif 20

Gambar II.3 Tata Letak Pabrik (1:1000) 27

Gambar II.4 Tata Letak Alat (1:400) 28

Gambar IV.1 Unit pengolahan air Pabrik Magnesium Klorida 53

Gambar IV.2 Siklus Dowtherm A 54

Gambar V.1 Struktur Organisasi 76

Gambar VI.1 Grafik untuk menentukan Break Even Point (BEP) 79

DAFTAR TABEL

Tabel I.1 Data impor magnesium klorida di Indonesia 2

Tabel I.2 Kapasitas pabrik magnesium klorida yang sudah berdiri 3 Tabel 1.3 Tahap-tahap reaksi yang terjadi selama dehidrasi termal MgCl2.6H2O 6

Tabel I.4 Berat molekul dan harga tiap produk dan bahan baku 7

Tabel I.5 Tinjauan pemilihan proses secara teknis 8

Tabel I.6 Harga ΔH^of masing-masing komponen 8

Tabel I.7 Kapasitas Panas Tiap Komponen 10

Tabel I.8 Harga ΔG^of masing-masing komponen 11

Tabel I.9 Stoikiometri 13

Tabel III.1 Neraca massa Mixer (M-01 43

Tabel III.2 Neraca massa Reaktor (R-01) 43

Tabel III.3 Neraca massa Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF-01) 44

Tabel III.4 Neraca massa Evaporator 44

Tabel III.5 Neraca massa Splitter 44

Tabel III.6 Neraca massa Spray Dryer (SD-01) 45

Tabel III.7 Neraca massa Cyclone (CY-01) 45

Tabel III.8 Neraca massa Screw Conveyor (SC-01) 45

Tabel III.9 Neraca energi Mixer (M-01) 46

Tabel III.10 Neraca energi Reaktor (R-01) 46

Tabel III.11 Neraca energi Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF-01) 47

Tabel III.12 Neraca energi Evaporator (EV-01) 47

Tabel III.13 Neraca energi Spray Dryer (SD-01) 47

Tabel III.14 Neraca energi Condenser (CD-01) 48

Tabel III.15 Neraca energi Heater (HE-01) 48

Tabel III.16 Neraca energi Cooler (CL-01) 48

Tabel IV.1 Kebutuhan air di dalam pabrik 50

Tabel IV.2 Air make up yang diperlukan 51

Tabel V.1 Jadwal Kerja Karyawan Shift 73

Tabel V.5 Jumlah karyawan shift 76

Tabel V.6 Jumlah karyawan non shift 77

Tabel VI.1 Kesimpulan Analisis Kelayakan 79

katalis, bahan pembuat keramik, semen, kertas, industri tekstil dan industri farmasi.

Karena penggunaan magnesium klorida yang luas dalam dunia industri, maka kebutuhan magnesium klorida di dalam negeri semakin besar setiap tahunnya.

Pabrik magnesium klorida dari magnesium hidroksida dan asam klorida dirancang dengan kapasitas 25.000 ton/tahun yang bekerja selama 330 hari dalam 1 tahun.

Bahan baku berupa magnesium klorida diperoleh dari Cina dan asam klorida diperoleh dari Cilegon, Banten. Pabrik direncanakan didirikan di Cilegon, Provinsi Banten, dengan luas tanah yang dibutuhkan sebesar 23.864 m² dengan jumlah karyawan sebanyak 193 orang.

Proses pembuatan magnesium klorida terjadi secara eksotermis yang berlangsung dalam reaktor alir tangki berpengaduk dengan menggunakan pendingin berupa air. Umpan berupa magnesium hidroksida sebanyak 2.101 kg/jam dan asam klorida yang dicampur dengan hasil dari recycle menggunakan mixer (M-01) sebanyak 24.956 kg/jam masuk ke dalam reaktor (R-01) pada tekanan 1 atm dan suhu 70°C. Hasil keluar reaktor dialirkan menuju Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF-01) untuk memisahkan padatan impurities dan filtrat. Larutan hasil dari RDVF-01 diumpankan ke Evaporator (M-01) untuk memekatkan larutan dengan menguapkan air dan asam klorida. Kemudian masuk ke Spray Dryer (SD- 01) untuk mengeringkan magnesium klorida dan mengubah menjadi serbuk. Untuk mendukung jalannya proses produksi dan operasional pabrik, maka pabrik membutuhkan unit penunjang yang terdiri dari air sebanyak 676.339 kg/jam dengan air make up sebanyak 23.238 kg/jam, steam sebesar 25.591 kg/jam, Dowtherm sebesar 5.549 kg/jam, listrik sebesar 450 kW, bahan bakar sebesar 7188 m³/tahun, dan udara tekan 40,8 m³/jam.

Pabrik ini membutuhkan Fixed Capital Rp 225.822.589.450+ $ 12.898.596 dan Working Capital Rp 356.266.795.039. Analisis ekonomi pabrik magnesium klorida ini menunjukkan nilai ROI sebelum pajak sebesar 32,26% dan ROI sesudah pajak sebesar 25,71%. Nilai POT sebelum pajak adalah 2,36 tahun dan POT sesudah pajak adalah 2,8 tahun. DCF rate sebesar 22,4%. BEP sebesar 42,01%

dari kapasitas produksi dan SDP sebesar 18,37% dari kapasitas produksi.

Berdasarkan hasil analisis ekonomi tersebut, maka pabrik magnesium klorida layak untuk dikaji lebih lanjut.

Kata kunci: magnesium klorida, reaktor alir tangki berpengaduk, magnesium hidroksida, asam klorida.

BAB I PENDAHULUAN PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan industri dunia sekarang ini mulai sedikit banyak telah memberikan dampak yang besar pada perkembangan industri di Indonesia. Meningkatnya permintaan dunia akan suatu produk mengakibatkan pembangunan di sektor industri, khususnya industri kimia untuk dapat memenuhi kebutuhan baik di dalam negeri maupun di luar negeri. Maka dari itu, Indonesia harus mengembangkan sektor industri karena untuk memajukan perekonomian negara dan kesejahteraan rakyat. Indonesia masih membutuhkan impor produk-produk tertentu dari luar negeri, salah satunya produksi garam.

Magnesium murni tidak terdapat di alam sebagai unsur, namun dalam bentuk senyawa dalam mineral. Senyawa magnesium mempunyai banyak kegunaan dalam kehidupan sehari-hari. Magnesium klorida merupakan salah satu nama dari senyawa kimia dengan rumus MgCl2, dan dalam bentuk hidrat MgCl2.x.H2O. Magnesium klorida merupakan salah satu senyawa yang memiliki peranan penting pada indusri kimia. Produksi magnesium klorida pada skala industri pada umumnya tidak dapat langsung dikonsumsi, tetapi produksi ditujukan untuk memenuhi kebutuhan bahan baku industri-industri hilir. Sampai saat ini pabrik yang memproduksi magnesium klorida di Indonesia belum berdiri, sehingga industri-industri yang menggunakan MgCl2

baik sebagai bahan penunjang maupun bahan baku harus mengimpor. Salah satu pemanfaatan magnesium klorida pada bidang industri kimia adalah sebagai bahan dasar proses pembuatan logam magnesium dengan cara elektrolisa, sebagai katalis, bahan pembuat keramik, semen, kertas, industri tekstil , fireproofting agent dan komponen zat penahan panas pada kayu, sebagai koagulan dalam dalam pengolahan air limbah industri (waste water treatment), bahan penyimpan hidrogen, sebagai bahan utama dalam memproduksi magnesium oksida, magnesium karbonat dan zat antifreeze, sebagai fertilizer untuk pertanian dan Magnesium klorida juga banyak dalam

produksi garam moistureproof yang digunakan dalam industri farmasi dan industri kosmetik, makanan dan bahan pakan, dan garam mandi (garam spa).

Mengingat semakin meningkatnya industri-industri di Indonesia, maka dari itu magensium klorida patut disediakan untuk memperlancar perkembangan industri di Indonesia karena sampai saat ini Indonesia masih mengimpor untuk memenuhi kebutuhan magnesium klorida di karenakan tidak adanya pabrik yang memproduksi magnesium klorida di dalam negeri.

Pendirian pabrik magnesium klorida di Indonesia untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan juga berorientasi ekspor untuk memenuhi kebutuhan dunia.

1.2 Tujuan

Menentukan kelayakan dari segi teknis dan ekonomi pabrik magnesium klorida dari magnesium hidroksida dan asam klorida dengan kapasitas produksi 25.000 ton/tahun.

1.3 Prospek Pasar

Penentuan kapasitas diambil berdasarkan jumlah kapasitas produksi magnesium klorida yang ada di luar negeri, yang dapat dilihat pada tabel 1.1.

Tabel 1.1 Data impor magnesium klorida di Indonesia Tahun Impor (Ton)

2011 998,881

2012 1161,595

2013 1618,984

2014 1932,343

2015 1402,554

2016 1184,365

2017 1490,539

(Sumber: Badan Pusat Statistik)

Di Indonesia belum ada pabrik magnesium klorida yang berdiri, sehingga tidak ada data ekspor. Sedangkan pabrik magnesium klorida yang telah berdiri di Asia disajikan pada Tabel 1.2.

Tabel 1.2 Kapasitas pabrik magnesium klorida yang sudah berdiri

1.4 Sasaran Pasar

Kebutuhan Magnesium Klorida terus menunjukkan peningkatan maupun penurunan yang bervariasi dari tahun ke tahun dengan semakin banyaknya industri kimia di Indonesia yang membutuhkan magnesium klorida. Sasaran pasar yang ingin dicapai oleh pabrik ini adalah industri pewarna tekstil, industri pulp, dan industri cairan infus/obat.

Selain memenuhi kebutuhan dalam negeri, pabrik ini juga mengekspor magnesium klorida ke luar negeri seperti Australia, Kanada, Jerman, dan Jepang yang banyak membutuhkan magnesium klorida.

1.5 Prediksi Kapasitas

Berdasarkan data impor yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 1.1.

Maka dapat dilihat grafik perbandingan impor sebagai berikut.

0 500 1000 1500 2000 2500

1 2 3 4 5 6 7

Nilai impor (Ton)

Tahun ke

Nama Pabrik Lokasi Kapasitas

(Ton/Tahun) El Chemical Inc. Shandong, China 12.000 Langfang Huinuo

Fine Chemical Co., Ltd

Hebei, China 10.000 Shouguang

Dingsheng Chemical Co.,Ltd

Shandong, China 20.000 Weifang Yuze

Chemical Co., Ltd Shandong, China 100.000

Jumlah magnesium klorida yang diproduksi direncanakan untuk memenuhi kebutuhan pasar Indonesia karena kebutuhan impor magnesium klorida yang cukup besar. Dari Gambar 1.1 diketahui impor magnesium klorida di Indonesia semakin meningkat dari tahun 2011-2017 walaupun ada penurunan di tahun 2015 dan 2016. Dengan menggunakan metode regresi linear diperoleh persamaan garis y = 46,574x + 1212,2, dengan y adalah jumlah impor (ton) dan x adalah tahun ke-n. Sehingga pada tahun 2025 atau tahun ke-15 kebutuhan impor dari magnesium klorida sebanyak y = 46,574 (15) + 1212,2 = 1910,81 ton.

1.6 Lokasi Pabrik

Lokasi pabrik sangat berpengaruh terhadap kelangsungan hidup suatu pabrik, maka dalam menentukan tempat berdirinya perlu didasarkan pada perhitungan yang matang sehingga menguntungkan perusahaan baik dari segi teknis maupun segi ekonominya

Lokasi yang dipilih untuk pabrik Magnesium Klorida adalah Kawasan Industri Cilegon, Banten, yang diharapkan dapat memberikan keuntungan sebesar - besarnya. Faktor - faktor yang dipertimbangkan dalam pendirian pabrik Magnesium Klorida ini antara lain:

a) Pengadaan bahan baku

Bahan baku Magnesium Hidroksida yang dibutuhkan diperoleh dengan mengimporlewat jalur laut dari PT. Liannyungang Hantian, China, sementara Asam Klorida diperoleh langsung dari PT. Asahimas Chemical, Cilegon.

Oleh karena itu pemilihan lokasi pabrik dianggap sudahtepat.

b) Pemasaran

Pabrik Magnesium Klorida ditujukan untuk memenuhi kebutuhan dalamnegeri dan luar negeri.

c) Letak daerah

Pemilihan letak pabrik berada di daerah Cilegon karena di daerah Cilegon, masih tersedia lahan yang cukup luas, dengan fasilitas penunjang seperti pelabuhan, listrik, air, bahan bakar, dan dekat dengan jalan raya.

d) Sarana transportasi

Untuk mendistribusikan produk dan mendatangkan bahan baku membutuhkan sarana transportasi baik jalur darat maupun jalur laut, Cilegon merupakan daerah yang cocok untuk mendirikan pabrik ini, karena dekat dengan jalan raya dan dekat dengan pelabuhan.

e) Tenaga kerja dan tenaga ahli

Tenaga kerja yang dibutuhkan oleh pabrik harus memenuhi kompetensi dan kualifikasi tertentu. Untuk mendapatkannya dapat melakukan kerja sama dengan beberapa institut dan universitas yang berada di sekitar Cilegon atau Jawa Barat. Sedangkan untuk tenaga kerja kasar diperoleh dari daerah sekitar, tenaga kerja ahli juga dapat didatangkan dari luar negeri.

f) Undang-undang dan peraturan

Faktor perundang-undangan setempat tidak menjadi persoalan karena letak pabrik berada dekat dengan kawasan industri Cilegon dan beberapa pabrik besar, sehingga telah mendapat izin dari pemerintah daerah dan masyarakat sekitar dapat menerima dengan baik.

g) Faktor geografi

Keadaan iklim dan cuaca di daerah Cilegon umumnya baik, tidak terjadi gempa, angin topan, dan suhu lingkungan rata-rata 30°C.

1.7 Tinjauan Pustaka I.7.1. Proses Produksi

A. Tinjauan Berbagai Proses

Macam-macam proses pembuatan Magnesium Klorida yaitu:

a. Pembuatan Magnesium Klorida dari Magnesium Karbonat dan Asam Klorida

Magnesium International Corp. mengembangkan proses pembuatan magnesium klorida dalam satu tahap proses yaitu dengan menggunakan bahan baku magnesium karbonat (MgCO3) yang akan bereaksi dengan asam klorida. (Kirk Ohmer, 1964). Magnesium Karbonat dengan ukuran diameter 5-400 mm diumpankan ke dalam Packed Bed Reaktor dengan kondisi operasi suhu 40-90ᵒC.

Reaksi:

MgCO3+ 2 HCl MgCl2 + H2O + 2CO2

HCl diumpankan melalui bagian bawah reaktor pada suhu 80ᵒC.

Karbon dioksida yang dihasilkan pada reaksi tersebut mengalir secara cocurrent ke bagian atas reaktor dan magnesium klorida cair berada pada bagian bawah reaktor. Proses ini menghasilkan magnesium klorida dengan kemurnian 33,5% dan yield 85% (Mejdell et all,1992).

b.Pembuatan Magnesium Klorida dari Magnesium Hidroksida dan Asam Klorida

Magnesium hidroksida mengandung senyawa impurities yang terdiri dari Fe2O3, SiO2, CaO. Magnesium hidroksida (Mg(OH)2) ditambahkan dengan HCl untuk dilakukan proses netralisasi. Reaksi berlangsung pada suhu 70ᵒC dan tekanan 1 atm. Konversi dari reaksi ini adalah 94,5% (Ketema Beyecha, 2016). Proses ini menghasilkan magnesium klorida dengan kemurnian 50% (Richard, 1949). Dari campuran ini terbentuk magnesium klorida heksahidrat. Magnesium klorida heksahidrat ini akan didehidrasi sehingga akan menghasilkan magnesium klorida anhidrat.

Reaksi:

Mg(OH)2(s) + 2 HCl(aq) MgCl2(aq) + 2 H2O(l) Tabel 1.3 Tahap-tahap reaksi yang terjadi selama dehidrasi termal

MgCl.6H2O No. Range

Temperature Reaksi

1. 95-115ᵒC MgCl2.6H2O MgCl2.4H2O+ 2H2O MgCl2.4H2O MgCl2.2H2O+ 2H2O 2. 135-180ᵒC MgCl2.4H2O Mg(OH)Cl+ HCl+ 2H2O

MgCl2.2H2O MgCl2.H2O+ 2H2O 3. 185-230°C MgCl2.4H2O Mg(OH)Cl+ HCl+ 2H2O 4. >230°C MgCl2.2H2O MgCl2 + H2O

Pada proses ini impurities yang terkandung dalam Mg(OH)2 tidak ikut larut bersama produk (Kirk-Othmer, 1964).

Pemilihan Proses 1. Aspek Ekonomis

Pemilihan proses dapat ditinjau secara ekonomis, yaitu dengan cara menghitung potensial ekonomi (PE) masing-masing proses.

Tabel I.4 Berat molekul dan harga tiap produk dan bahan baku

(Sumber : alibaba.com) Menghitung Potensial ekonomi (PE) PE = (BM × harga)produk – (BM × harga)reaktan

Proses 1 (Pembuatan dari Magnesium Karbonat) MgCO3+ 2 HCl MgCl2 + H2O + 2CO2

PE = Produk – Reaktan

= (1*95,211*1,5 + 1*18,015*0,1 + 2*44,009*0,015) – (1*84,313*1,4 + 2*36,46*0,35)

= 145,9378 – 143,5602 = 2,3776 $/kgmol

Proses 2 (Pembuatan dari Magnesium Hidroksida)

Mg(OH)2(s) + 2 HCl(aq) MgCl2(aq) + 2 H2O(l) PE = Produk – Reaktan

= (1*95,211*2,8 + 2*18,015*0,1)– (1*58,32*1,3+ 2*36,46*0,35) = 268,3923 – 101,338

= 167,0543 $/kgmol

No. Bahan BM

(kg/kmol)

Harga ($/kg)

1. MgCO3 84,313 1,4

2. HCl 36,46 0,35

3. Mg(OH)2 58,32 1,3

4. CO2 44,009 0,015

5. H2O 18,015 0,1

6. MgCl2 95,211 2,8

Berdasarkan perhitungan potensial ekonomi didapati hasil dimana proses II

memiliki nilai yang lebih besar dari proses I.

2. Aspek Teknis

Tabel 1.5 Tinjauan pemilihan proses secara teknis

Keterangan :

1 = tidak baik 3 = cukup baik 5 = sangat baik 2 = kurang baik 4 = baik

Berdasarkan pertimbangan pada Tabel 1.5, maka proses yang dipilih dalam prarancangan pabrik kimia magnesium klorida adalah proses pembuatan dari magnesium hidroksida dan asam klorida. Kelebihan dari proses ini adalah harga bahan baku yang murah, suhu yang rendah, kemurnian produk yang tinggi, konversi reaksi yang tinggi dan memiliki nilai potensial ekonomi yang tinggi.

Tinjauan/

pembanding

Proses dari Magnesium Karbonat

Proses dari Magnesium Hidroksida Bahan Baku MgCO3 (3) Mg(OH)2 (4)

fase reaksi padat-cair (5) padat-cair (5) Reaktor Fixed Bed Reaktor (3) Reaktor Alir Tangki

Berpengaduk (5)

Suhu 40-90ᵒC (3) 70ᵒC (4)

Tekanan 1 atm (5) 1 atm (5)

Konversi 85% (4) 94,5% (5)

Yield 85% (4) 94,5% (5)

Katalis TiCl3 (3) - (4)

Kemurnian

Produk 33,5% (2) 50% (3)

Nilai 32 40

I.7.2. Tinjauan Termodinamika

Tinjauan termodinamika digunakan untuk menunjukkan sifat reaksi (endotermis/eksotermis), arah reaksi (reversible/ irreversible) dan mengetahui keberlangsungan reaksi pada suhu yang diinginkan.

Penentuan panas reaksi berjalan secara endotermis atau eksotermis dapat ditentukan dengan menghitung panas reaksi standar (ΔHRo) pada P = 1 atm dan T = 298 K. Pada pembentukan magnesium klorida terjadi reaksi sebagai berikut :

Mg(OH)2(s) + 2 HCl(aq) MgCl2(aq) + 2 H2O(l) Tabel 1.6 Harga ΔH^of masing-masing komponen (Perry, 1999)

No. Komponen ΔHᵒf (kcal/mol)

1 Mg(OH)2 -221,9

2 HCl -22,063

3 MgCl2 -153,22

4 H2O -68,3174

ΔH298o = Σ ΔH^of produk – Σ ΔH^of reaktan

ΔH298ᵒ = (ΔH^of MgCl2 + 2*ΔH^of H2O) – (ΔH^of Mg(OH)2 + 2*ΔH^of HCl)

ΔH298o = (-153,22+ (2*-68,3174) – (-221,9– (2*-22,063)

= -23,8288 kcal/mol

= -99,6997 kJ/mol

Mencari ΔHᵒR pada kondisi operasi 70ᵒC dan 1 atm

Tabel 1.7 Kapasitas Panas Masing masing komponen (Perry, 1999)

Komponen Cp (cal/mol.K)

Mg(OH)2 18,2

HCl 6,70 + 0,00084T

MgCl2 17.3 + 0.00377T

H2O 8,22 + 0,00015T + 0,00000134T²

∆HRT = ∆Hreaktan + ∆H298⁰ + ∆Hproduk

∆Hreaktan = ∑ .Cp. dT = ∑ ∫₃₄₃²⁹⁸Cp. dT = (1 ∗ ∫₃₄₃²⁹⁸Cp. dT)

Mg(OH)2+ (2 ∗ ∫₃₄₃²⁹⁸Cp. dT)

HCl

= -819 cal/mol + (2*-313,6149) cal/mol = -1446,2298 cal/mol

= -6051,0254 J/mol = -6,051 kJ/mol

ΔHproduk = ∑ Cp. dT

= ∑ ∫₂₉₈³⁴³Cp. dT = (2 ∗ ∫₂₉₈³⁴³Cp. dT)

H2O+ (1 ∗ ∫₂₉₈³⁴³Cp. dT)

MgCl2

= (2*209,8958+ 832,8728) cal/mol = 1252,6644 cal/mol

= 5241,1478 J/mol = 5,2411 kJ/mol

∆HRT = ∆Hreaktan + ∆H298⁰ + ∆Hproduk

= -6,051 kJ/mol + -99,6997 kJ/mol + 5,2411 kJ/mol = -100,5096 kJ/mol

Karena nilai ∆HRT negatif maka reaksi tersebut eksotermis.

∆H

∆Hr ∆Hp

∆H298

Reaktan

Produk

343K 343K

1) Mencari Energi Bebas Gibbs (ΔG)

Menentukan arah reaksi (reversible/irreversible) dapat ditentukan dengan menghitung energi Gibbs standar (ΔG^o) pada P = 1 atm dan T = 298 K. Harga ΔG^of masing-masing komponen dapat dilihat pada Tabel 1.8.

Tabel 1.8 Harga ΔG^of masing-masing komponen (Ulmann, 2007) No. Komponen ΔGᵒf (kj/mol)

1 Mg(OH)2 -833,6

2 HCl -100,4

3 MgCl2 -591,8

4 H2O -237,1

ΔG^o298 = Σ ΔG^of produk – Σ ΔG^of reaktan

ΔG^o298 = (ΔG298 Mg(OH)2 (s) + 2 ΔG298 HCl (aq)) - (ΔG298 MgCl2 (aq) + 2 ΔG298 H2O (l))

ΔG^o298 = (-591,8 + 2*-237,1) – (-833,6 + 2*-100,4)

= -1066 – (-1034,4)

= -31,6 kJ/mol

Karena ΔG^o298 hasilnya negatif, maka reaksinya berjalan spontan.

Konstanta kesetimbangan reaksi pada suhu 25^oC dapat dihitung, dengan:

𝐾 = 𝑒𝑥𝑝 (−𝛥𝐺 𝑅𝑇 )

𝐾 = 𝑒𝑥𝑝 ( 31,600𝐽

⁄𝑚𝑜𝑙 8,314𝑗

𝑚𝑜𝑙^𝑜𝐾 × 298^𝑜𝐾

⁄ )

𝐾 = 𝑒𝑥𝑝(12,754)

𝐾 = 345.932,863 (Mc. Ketta, 1976)

Pada keadaan suhu operasi 70ᵒC



 



 −



= −



 





T T R

H K

K 1

' 1

ln ' (Smith & Vannes, 2001)

Dimana :

K’ = konstanta kesetimbangan pada suhu reaksi

K = konstanta kesetimbangan pada suhu standar( 298 K )

∆H^or = panas reaksi pada suhu 343 K , kJ/mol R = ketetapan gas ideal, 0,008314 kJ/mol.K



 



 −

=



 





298 1 343

1 008314 ,

0

100,5096 863

, 932 . 345 ln K'

K’ = 344081,912

Karena hasil konstanta kesetimbangan besar maka reaksi berlangsung irreversible.

Mencari ΔGᵒ pada suhu 70ᵒC atau 343K ΔGᵒ343 = -RT ln K

ΔGᵒ343 = -0,008314 kJ/mol.K x 343 K x ln 344081,912 ΔGᵒ343 = -36,3553 kJ/mol.

Karena ΔG^o343 hasilnya negatif, maka reaksinya berjalan spontan.

I.7.3. Tinjauan Kinetika

Tinjauan kinetika ini bertujuan untuk mengetahui harga konstanta kecepatan reaksi pembentukan magnesium klorida.

Reaksi 1: Mg(OH)2 (s) + 2 HCl (aq) → MgCl2 (aq) +2 H2O (l) A 2B → C 2D

Reaksi kedua CaO(s)

A + 2HCl(aq) B

CaCl2 (aq)

C + H2O (l) D Untuk reaksi kedua sama dengan reaksi pertama maka:

Laju reaksi : -rA = k.CA.CB

Tabel 1.9 Stoikiometri Komponen Mula-mula Bereaksi Sisa

A FAO -FAO.XA FA = FAO (1-XA) B FBO -2 FAO.XA FB = FBO – 2 FAO.XA

C FCO +FAO.XA FC = FAO.XA

D FDO +2 FAO.XA FD = 2 FAO.XA

Total FTO FT = FTO

CA = ^FA

q = ^FAO(1−XA)

q0 = CAO(1-XA) CB = ^𝐹𝐵

𝑞 = ^{𝐹𝐵𝑂− 2 𝐹𝐴𝑂.𝑋𝐴}

𝑞0 = CBO – 2 CAO.XA

= CAO (^𝐶𝐵𝑂

𝐶𝐴𝑂− 2 𝑋_𝐴)

= CAO (M – 2 XA) ; M = ^𝐶𝐵𝑂

𝐶_𝐴𝑂

Maka :

-rA = k.CAO (1 – XA).CAO (M – 2 XA) -rA = k.CAO2(1 – XA)(M – 2 XA) Neraca massa total

Min – Mout + Mreaksi = Macc

Asumsi : reaksi berjalan dengan sempurna, sehingga akumulasi = 0 FAO – FA – rA.V = 0

CAO.qo – CAO (1 – XA).qo = -rA.V CAO.qo – CAO.qo + CAO.qo.XA = -rA.V CAO.qo.XA = -rA.V

V

q_o = ^{CAO XA}

−r_A V

qo = Ɵ = ^{CAO XA}

k.CAO2(1−XA)(M−2 XA)

k = ^CAO.XA

ƟCAO2(1−XA)(M−2 XA)

k = ^XA

ƟCAO2(1−XA)(M−2 XA)

untuk nAO = 1 mol BM A = 58 g/mol

Massa A = nAO . BM A = 1 mol x 58 ^g

mol

ρA = 2,3446 ^𝑔

𝑐𝑚³

sehingga volume A = ^{58 𝑔}

2,3446 ^𝑔 𝑐𝑚3

= 24,7376 cm³ = 0,0247 liter CAO = ^nAO

V = ^{1 mol}

0,0247 liter = 40,4858 ^mol

liter

Perbandingan mol = 1: 2 CBO = 2 x 40,4858 ^mol

liter = 80,9716 ^mol

liter

M = ^CBO

CAO = ^80,9716

40,4858 = 2

Ɵ = 30 menit (Andre Banier dkk, 2015)

k = ^40,4858

mol liter .0,945

30 menit . (40,4858 _liter^mol)² (1−0,945)(2−(2.0,945))

= 3,74 x 10^{-3 liter}

mol.menit

BAB II

PROSES PRODUKSI

2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk 1. Magnesium Hidroksida

Sifat fisis:

Rumus molekul : Mg(OH)2

Berat molekul : 58.32 g/mol Titik lebur : 350°C

Kelarutan dalam air : 0,00064 g/100 ml (25ᵒC) Spesific gravity : 2,36

Densitas : 2,3446 g/cm³

Kemurnian : 95%

Impurities SiO2 : 3%

CaO : 1%

Fe2O3 : 0,4%

H2O : 0,6% (Alibaba)

Wujud : Serbuk

Warna : Putih

ΔHf298 : -924,54 Kj/mol

ΔGf298 : -833,58 Kj/mol

Sifat Kimia:

- Mudah larut dalam HCl - Tidak larut dalam air

- Mudah larut dalam garam-garam ammonium

- Mengandung racun yang dapat menyebabkan iritasi pada mata, kulit, dan saluran pencernaan

- Tidak bereaksi dengan HCl jika pada Mg(OH)2 terdapat garam- garam ammonium (Vogel, 1979).

2. Asam Klorida Sifat fisis:

Rumus molekul : HCl

Massa molekul : 36,5 gr/mol

Wujud : Cair

Warna : Tidak berwarna

Titik didih : 48ᵒC Titik lebur : -27,32ᵒC Viskositas : 2,8 cp Spesific gravity : 1,335 (20°C)

Densitas : 0,773 g/cm³

Kemurnian : 37% (Alibaba)

ΔHf298 : -167,2 kJ/mol

ΔGf298 : -100,4 kJ/mol

Sifat Kimia:

- Larut dalam air, alkohol dan eter - Reaktif dengan logam

- Bersifat korosif pada logam tembaga

- Mengandung racun yang menyebabkan luka bakar pada kulit dan mata

- Melarutkan magnesium hidroksida (Vogel,1979) Produk

1. Magnesium Klorida Sifat fisis:

Rumus molekul : MgCl2

Massa molekul : 95,211 g/mol (anhidrat)

Warna : Putih atau kristal padat tidak berwarna

Wujud : Serbuk

Kemurnian : 97% (Alibaba) Densitas : 2,32 g/cm³ (anhidrat) Titik lebur : 714ᵒC

Titik didih : 1412ᵒC

Kelarutan didalam air : 54,3 g/100 ml (20ᵒC)

ΔHf298 : -641,3 kJ/mol

ΔGf298 : -591,8 kJ/mol

Sifat kimia:

- Larut dalam air dan alkohol - Mudah terbakar

- Cukup mengandung racun yang menyebabkan iritasi mata dan kulit (Vogel,1979).

2.2 Proses pembuatan dan pemurnian hasil 1. Tahap persiapan bahan baku

Bahan baku magnesium hidroksida dalam bentuk padatan disimpan dalam gudang penyimpanan (G-01). Penyimpanan magnesium hidroksida pada suhu kamar dan tekanan 1 atm. Dari gudang penyimpanan, magnesium hidroksida padatan ditransfer menggunakan Screw Conveyor tertutup sambil dipanaskan sampai suhu 70°C diumpankan masuk ke dalam Reaktor (R-01).

Sedangkan bahan baku asam klorida (HCl) disimpan ditangki penyimpanan (T-01) dengan suhu kamar yaitu 30°C. Dari tangki penyimpanan larutan asam klorida 37% kemudian diencerkan terlebih dahulu dengan arus recycle dari hasil atas evaporator di dalam mixer (M- 01) sehingga konsentrasinya menjadi 10% dan suhunya menjadi 70°C.

Kemudian dipompa menuju reaktor (R-01).

2. Tahap Reaksi

Pada tahap ini, setelah kedua bahan baku masuk ke dalam Reaktor (R-01) maka akan terjadi reaksi seperti berikut :

Mg(OH)2 + 2HCl → MgCl2 + 2H2O

Reaktor (R-01) beroperasi pada suhu 70ᵒC dan tekanan 1 atm.

Reaksi tersebut bersifat eksotermis. sehinggga untuk mempertahankan suhu tersebut digunakan jaket pendingin dengan kondisi suhu (T) = 30˚C dan tekanan (P) =1 atm. Pengotor seperti CaO ikut bereaksi dengan asam klorida sehingga menghasilkan CaCl2. Sedangkan, Fe2O3, SiO2 tidak ikut larut dengan penambahan asam klorida tersebut sehingga terbentuk magnesium klorida dengan konversi 94,5%.

3. Tahap pemurnian produk

Hasil dari Reaktor (R-01) kemudian dialirkan ke Rotary Drum Vacuum FIlter (RDVF-01) untuk memisahkan Mg(OH)2, SiO2, dan Fe2O3. Sebagian dari MgCl2, HCl, CaCl2 dan H2O juga ikut terpisahkan . Hasil dari pemisahan tersebut berupa cake kemudian akan dialirkan menuju Unit Pengolahan Limbah (UPL). Selanjutnya hasil filtrat berupa slurry MgCl2, HCl, CaCl2 dan H2O dialirkan menuju Evaporator I (EV-01), dengan menggunakan pompa. Evaporator I beroperasi pada suhu 100,457ᵒC dimana slurry dipekatkan dengan menggunakan steam pada suhu 170ᵒC.

Selama proses pemekatan, air dan larutan HCl akan terpisah sebagai hasil atas fase uap karena beroperasi di atas suhu kritisnya.

Kemudian hasil keluaran bawah Evaporator I berupa slurry MgCl2, CaCl2 dan air. Sedangkan hasil atas fase uap hasil Evaporator akan diembunkan terlebih dahulu menggunakan Condender (CD-01) dan didinginkan menggunakan Cooler (CL-01) sehingga suhu menjadi 62,261ᵒC untuk recycle menuju Mixer (M-01) dan menuju unit pengolahan limbah (UPL). Hasil slurry yang keluar dari evaporator dibawa dengan pompa menuju ke spray dryer (SD-01) untuk mengurangi kandungan air dan membentuk padatan serbuk pada suhu 240ᵒC. Untuk mengurangi kandungan air, digunakan pemanas yang berupa udara panas yang berasal dari udara sekeliling yang telah disaring kotorannya dalam filter udara yang kemudian dialirkan dengan blower dan dipanaskan dalam Heater (HE-01).

Hasil padatan yang keluar dari Spray Dryer kemudian ditampung di silo

(SL-02) dengan Screw Conveyor. Selanjutnya produk tersebut dimasukkan ke unit packing dan kemudian dipasarkan.

2.3 Diagram alir

Gambar II.1 Diagram Alir Kualitatif

HCl = 37%

H2O = 63%

P = 1 atm T = 30°C

H2O = 99,5 % HCl = 0,5%

P = 1 atm T = 62,26°C

Mg(OH)2 = 95%

SiO2 = 3%

Fe2O3 = 0,4%

CaO = 1%

H2O = 0,6%

P = 1 atm T = 30°C

HCl = 10%

H2O = 90%

P = 1 atm T = 70°C

Mg(OH)2 = 0,41%

SiO2 = 0,23%

Fe2O3 = 0,03%

CaCl2 = 0,15%

H2O = 87,39%

HCl =0,41%

MgCl2 = 11,38%

P = 1 atm T = 70°C

CaCl2 = 0,14%

H2O= 89,08%

HCl = 0,37%

MgCl2 = 10,41%

P = 1 atm T = 66,12°C

H2O = 100%

P = 1 atm T = 30°C

Mg(OH)2 = 48,46%

SiO2 = 27,83%

Fe2O3 = 3,71%

CaCl2 = 0,03%

H2O= 17,59%

HCl = 0,08%

MgCl2 = 2,3%

P = 1 atm T = 66,12°C H2O = 99,5 %

HCl = 0,5%

P = 1 atm T = 62,26°C

MgCl2 = 42,6%

H2O = 56,82%

CaCl2 = 0,58%

P = 1 atm T = 100,457°C

MgCl2 = 97,38%

H2O = 1,31%

CaCl2 = 1,31%

P = 1 atm T = 170°C H2O = 26,31%

Udara = 73,69%

P = 1 atm T = 170°C

M-01 R-01 RDVF-01

EV-01 SD-01

H2O = 99,5 % HCl = 0,5%

P = 1 atm T = 62,26°C

Udara = 100%

P = 1,2 atm T = 240°C

HCl = 2404,7252 kg/jam H2O = 4071,7489 kg/jam Total = 6476,4741 kg/jam

H2O = 18388,5832 kg/jam HCl = 90,8672 kg/jam Total = 18479,4504 kg/jam

Mg(OH)2 = 1995,931 kg/jam SiO2 = 63,0294 kg/jam Fe2O3 = 8,4039 kg/jam CaO = 21,0098 kg/jam H2O= 12,6042 kg/jam Total = 2100,9783 kg/jam

HCl =2495,5924 kg/jam H2O = 22460,3321 kg/jam Total = 24955,9245 kg/jam

Mg(OH)2 = 109,7762 kg/jam SiO2 = 63,0294 kg/jam Fe2O3 = 8,40392 kg/jam CaCl2 = 41,5736 kg/jam H2O= 23644,9239 kg/jam

HCl =109,9388 kg/jam MgCl2 = 3079,2570 kg/jam Total = 27056,9028 kg/jam

CaCl2 = 41,5034 kg/jam H2O= 26310,7577 kg/jam

HCl = 109,7535 kg/jam MgCl2 = 3074,0665 kg/jam Total = 29536,0811 kg/jam

H2O = 2705,6902 kg/jam Total = 2705,6902 kg/jam

Mg(OH)2 = 109,7762 kg/jam SiO2 = 63,0294 kg/jam Fe2O3 = 8,4039 kg/jam CaCl2 = 0,0702 kg/jam H2O= 39,8564 kg/jam

HCl = 0,1853 kg/jam MgCl2 = 5,1905 kg/jam Total = 226,5119 kg/jam H2O = 22210,5597 kg/jam

HCl = 109,7535 kg/jam Total = 22320,3132 kg/jam

MgCl2 = 3074,0665 kg/jam H2O = 4100,1980 kg/jam CaCl2 = 41,5034 kg/jam Total = 7215,7679 kg/jam

MgCl2 = 3074,0665 kg/jam H2O = 40,9957 kg/jam CaCl2 = 41,50334 kg/jam Total = 3156,5656 kg/jam H2O = 4059,2023 kg/jam

Udara = 11367,5905 kg/jam Total = 15426,7928 kg/jam

M-01 R-01 RDVF-01

EV-01 SD-01

H2O = 3821,9765 kg/jam HCl = 18,8863 kg/jam Total = 3840,8628 kg/jam

Udara = 11367,5905 kg/jam Total = 11367,5905 kg/jam

Gambar II.2 Diagram Alir Kuantitatif

2.4 Tata Letak

1. Tata Letak Pabrik

Tata letak pabrik adalah tempat atau kedudukan dari bagian-bagian pabrik yang meliputi tempat karyawan bekerja, tempat peralatan dan menyimpan bahan baku. Pabrik Magnesium Klorida direncanakan didirikan diatas tanah seluas 23.864 m². Berikut hal-hal yang perlu diperhatikan dalam menentukan tata letak pabrik:

a) Perluasan pabrik

Perluasan pabrik harus diperhitungkan sebelum masalah kebutuhan tempat menjadi masalah besar di masa yang akan datang. Sejumlah area khusus harus dipersiapkan untuk perluasan pabrik jika dimungkinkan pabrik menambah kapasitas produksi atau ingin mengolah bahan baku sendiri.

b) Harga tanah

Harga tanah merupakan faktor yang membatasi kemampuan penyediaan awal. Jika harga tanah tinggi, maka diperlukan efisiensi yang tinggi terhadap pemanfaatan tanah. Pemakaian tempat harus disesuaikan terhadap area yang tersedia.

c) Kualitas, kuantitas, dan letak bangunan

Kualitas, kuantitas, dan letak bangunan harus memenuhi standar bangunan pabrik meliputi, kekuatan fisik maupun kelengkapannya, misalnya ventilasi, insulasi, dan instalasi. Keteraturan dalam penempatan bangunan akan membantu kemudahan kerja dan perawatan.

d) Faktor keamanan

Faktor yang paling penting adalah keamanan. Walaupun telah dilengkapi dengan peralatan keamanan, seperti hidran dan asuransi pabrik, langkah pencegah harus tetap dilakukan, misalnya tangki bahan baku, produk, dan bahan bakar harus ditempatkan di area khusus dengan jarak antar ruang yang cukup sehingga dapat meminimalkan potensi terjadinya ledakan dan kebakaran.

e) Fasilitas Jalan

Jalan raya yang berfungsi sebagai jalur pengangkutan bahan baku, produk, dan bahan-bahan lainnya sangat diperlukan. Penempatan jalan tidak boleh mengganggu proses dan kelancaran distribusi.

2. Tata Letak Alat

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam menentukan tata letak alat antara lain, penyusunan alat proses harus saling berurutan berdasarkan urutan kerja dan fungsinya, kemudahan dalam pengecekan dan keselamatan kerja, serta kondisi operasi masing-masing alat. Untuk alat proses yang beroperasi pada suhu dan tekanan tinggi ditempatkan terpisah dari alat proses lainnya serta harus mudah dijangkau oleh pemadam kebakaran.

Setiap alat harus ditempatkan ditempat yang cukup, sehingga mudah untuk pemeriksaan, perbaikan, dan pemindahan alat guna menjamin keselamatan kerja. Pengaturan alat kontrol dilakukan pada ruang kendali (control room).

Tata Letak Pabrik (Skala 1:1000)

Keterangan:

1. Area Loading 9. Masjid 17. Gudang

2. Area Tangki & Proses 10. Kantin & Koperasi 18. Damkar 3. Area Utilitas 11. Poliklinik 19. Bengkel

4. Control room 12. Gedung Serbaguna 20. Parkir Karyawan 5. Laboratorium 13. Pusdikat 21. Parkir Tamu 6. Area Perluasan 14. Perpustakaan 22. Pos Keamanan 2 7. Area Perluasan 2 15. Pos Keamanan 23. Taman

8. Kantor 16. Parkir Manager

1

2

4 5

6

7 8

9 10 11

12

13

14

16 18

17

19

20

21 22

23 Jalan Raya

3

15

Gambar II.3 Tata Letak Pabrik

Tata Letak Alat

SKALA 1 : 400

Keterangan Gambar : = Pompa Keterangan Alat:

1.

Tangki-01 7. Evaporator-01 13. Cyclone-01

2.

Gudang-01 8. Kondensor-01 14. Silo-01

3.

Mixer-01 9. Accumulator-02

4.

Reaktor-01 10. Cooler-01

1

2

9 8

6

12

13

5

7 10

3 11

4

14

Gambar II.4 Tata Letak Pabrik

2.5 Spesifikasi alat proses Alat penyimpanan 1. Tangki (T-01)

Fungsi : Menyimpan bahan baku asam klorida selama 7 hari Tipe : Tangki tegak

Lokasi : outdoor

Bahan konstruksi : Stainless Steel SA 167 Tipe 304-3 Kapasitas : 1329,7308 m³

Diameter : 40 ft = 12,192 m Tinggi : 48 ft = 14,6304 m Jenis head : torispherical head Tekanan : 1 atm

Temperatur : 30°C Tebal shell :

• tebal 1 (t1) : 0,48 in

• tebal 2 (t2) : 0,41 in

• tebal 3 (t3) : 0,41 in

• tebal 4 (t4) : 0,35 in

• tebal 5 (t5) : 0,31 in

• tebal 6 (t6) : 0,21 in

• tebal 7 (t7) : 0,21 in

• tebal head : 0,296 in Jumlah : 1 unit

Harga : $811.736/unit

2. Gudang Penyimpanan (G-01)

Fungsi : Menyimpan bahan baku magnesium hidroksida selama 30 hari

Tipe : Bangunan

Lokasi : outdoor

Kapasitas : 2525,614 m³

Ukuran : 23,7 m × 11,85 m x 9 m Jenis head : Conical roof

Tekanan : 1 atm Temperatur : 30°C Jumlah : 1 unit

Harga : $297.973/unit

3. Silo (T-03)

Fungsi : Menyimpan produk magnesium klorida selama 30 hari

Tipe : Tangki silinder vertikal dengan conical bottom

Lokasi : outdoor

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-135 Kapasitas : 1476,5318 m3 Diameter : 11,7251 m

Tinggi : 11,7251 m

Tebal Shell : 0,5 in Tebal Head : 0,4375 in Tebal Bottom : 0,5 in Tekanan : 1 atm Temperatur : 30°C Jumlah : 1 unit

Harga : $431.577/unit

4. Akumulator (AC-01)

Fungsi : Menampung sementara filtrat yang keluar dari RDVF-01

Tipe : Tangki silinder horizontal

Lokasi : outdoor

Bahan konstruksi : Stainless Steel SA 167 Tipe 304-3

Kapasitas : 2,8707 m³ Diameter : 1,0776 m

Panjang : 3,7271 m

Tekanan : 1 atm

Temperatur : 66,12°C Tebal shell : 0,1875 in Tebal head : 0,1875 in

Jumlah : 1 unit

Harga : $79.523/unit

5. Akumulator (AC-02)

Fungsi : Menampung sementara hasil dari condensor (CD-01)

Tipe : Tangki silinder horizontal

Lokasi : outdoor

Bahan konstruksi : Stainless Steel SA 167 Tipe 304-3 Kapasitas : 2,3689 m³

Diameter : 1,0159 m

Panjang : 3,4587m

Tekanan : 1 atm

Temperatur : 96,73°C Tebal shell : 0,1875 in Tebal head : 0,1875 in

Jumlah : 1 unit

Harga : $77.713/unit

6. Hopper (H-01)

Fungsi : Menampung bahan baku Magnesium Hidroksida (Mg(OH)2) sebelum masuk ke Reaktor

Tipe : Silinder vertikal dengan bagian dasar

conical bottom head

Lokasi : outdoor

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-135 Kapasitas : 1,0523 m³

Diameter : 0,8311 m Tinggi (H) = 1,6622 m Tinggi cone (h) = 0,8311 m Tebal shell (ts) = 0,1875 in Tebal head (th) = 0,1875 in

Tekanan : 1 atm

Temperatur : 70°C

Jumlah : 1 unit

Harga : $17.884/unit

Alat proses 1. Mixer (M-01)

Fungsi : Mengencerkan HCl dari 37% menjadi 10% dengan menambahkan umpan dari arus recycle

Tipe : Tangki Berpengaduk Lokasi : outdoor

Bahan konstruksi : Stainless Steel SA 167 Tipe 304-3

Jenis head : Torispherical head (flange and dished head) Kondisi operasi :

• Suhu : 70°C

• Tekanan : 1 atm Ukuran mixer :

• Volume : 3910,8454 gallon

• Diameter : 2,5908 m

• Tinggi : 2,8194 m

• Tebal shell : 0,2139 in

• Tebal head : 0,2824 in

• Jenis pengaduk : Turbine

• Daya pengaduk : 15 Hp

• Jenis blade : Flat blade turbine impeller

• Jumlah blade : 6 Jumlah : 1 unit Harga : $95.100/unit

2. Reaktor (R-01)

Fungsi : mereaksikan Magnesium Hidroksida (Mg(OH)2) dan asam klorida (HCl) menjadi Magnesium klorida (MgCl2)

Reaksi : Eksotermis (Isotermal, Non-Adiabatis) Jenis : Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) Fase reaksi : Padat-cair

Kondisi Operasi

Tekanan : 1 atm

Suhu : 70ᵒC

Konversi : 94,5%

Pendingin

Jenis pendingin : Air Suhu masuk : 30ᵒC Suhu keluar : 50ᵒC

Massa : 37578,9118 kg/jam Pengaduk

Jenis pengaduk : Turbine Daya pengaduk : 5 Hp

Jenis blade : Flat blade turbine impeller Jumlah blade : 6

Diameter : 2,3255 m Tinggi total : 4,3742 m Tebal dinding : 0,5 in

Tipe head : Torispherical head

Bahan konstruksi : Stainless steel SA 283 tipe C Jumlah : 1 unit

Harga : $179.380 /unit

3. Rotary Drum Vacuum Filter (RDVF-01)

Fungsi : Memisahkan padatan Mg(OH)2, SiO2, CaSO4, Fe2O3 yang keluar dari reaktor dan cairan MgCl2, HCl, CaCl2 dan air

Tipe : Rotary Drum Vacuum Filter

Lokasi : outdoor

Bahan konstruksi : Stainless steel SA 167 grade C Kondisi operasi

Suhu : 70ᵒC

Tekanan : 0,5 atm Kapasitas : 26,0362 m³ Diameter drum : 1,83 m Panjang drum : 1,83 m Luas filter : 7,5267 m² Daya motor : 7,5 HP Kecepatan putar : 5 Rpm Jumlah : 1 unit

Harga : $251.771 /unit

4. Evaporator (EV-01)

Fungsi : Menjenuhkan Filtrat dari Rotary Drum Vacuum Filter dengan cara menguapkan H2O dan HCl sampai titik jenuh pada suhu 100,457 ᵒC.

Tipe : Short-tube Vertical Evaporator

Lokasi : outdoor

Bahan konstruksi : Stainless steel SA-336 Type 316

Kondisi operasi

• Tekanan : 1 atm

• Suhu input : 66,12°C

• Suhu output : 100,457°C Luas perpindahan panas : 513,1363 ft² Ukuran Evaporator :

• Diameter : 0,4097 m

• Tinggi : 4,9994 m Susunan tube : triangular pitch Jumlah tube (Nt) : 275

Jumlah : 1 unit

Harga : $500.348/unit

5. Spray Dryer (SD-01)

Fungsi : Mengeringkan produk magnesium klorida yang

keluar dari Evaporator melalui kontak langsung dengan udara panas sehingga didapatkan produk berupa powder Kondisi operasi

• Tekanan : 1,2 atm

• Suhu : 240ᵒC

Ukuran Spray Dryer

• Tinggi tabung : 22,6234 m

• Tinggi konis : 1,8196 m

• Tinggi spray dryer : 24,443 m

• Diameter spray dryer : 5,6559 m

• Tebal spray dryer : 0,5625 in

Jumlah : 1 unit

Harga : $299.983/unit

Alat penukar panas 1. Condensor (CD-01)

Fungsi : Mengkondensasikan produk atas EV-01 Beban panas : 49119430,54 kJ/jam

Tipe : Shell and tube heat exchanger

Lokasi : outdoor

Tube :

• ID : 0,652 in

• OD : 0,75 in

• BWG : 18

• Susunan : Triangular pitch

• Jumlah : 1044

• Panjang : 24 ft

• Pass(es) : 2

• Bahan : Stainless steel-167 Tipe 316

Shell :

• Pass(es) : 1

• Bahan : Stainless steel-167 Tipe 316 Luas transfer panas : 3278,9952 ft²

Jumlah : 1 unit

Harga : $311.919/unit

2. Heater (HE-01)

Fungsi : Memanaskan suhu udara dari 46,2ᵒC sampai suhu 240ᵒC

Beban panas : 2166621,826 kJ/jam

Tipe : Shell and tube heat exchanger

Lokasi : outdoor

Tube :

• ID : 0,652 in

• OD : 0,75 in

• BWG : 18

• Susunan : Triangular pitch

• Jumlah : 302

• Panjang : 12 ft

• Pass(es) : 2

• Bahan : Carbon steel jenis SA-167 tipe 316

Shell :

• Pass(es) : 1

• Bahan : Carbon steel jenis SA-167 tipe 316 Luas transfer panas : 711,3912 ft²

Jumlah : 1 unit Harga : $37.154/unit

3. Cooler (CL-01)

Fungsi : Menurunkan suhu keluar condenser dari 96,73ᵒC sampai suhu 62,261ᵒC

Beban panas : 1504045,729 kJ/jam

Tipe : Shell and tube heat exchanger

Lokasi : outdoor

Tube :

• ID : 0,652 in

• OD : 0,75 in

• BWG : 18

• Susunan : Triangular pitch

• Jumlah : 106

• Panjang : 12 ft

• Pass(es) : 2

• Bahan : Stainless steel-167 Tipe 316

Shell :

• Pass(es) : 1

• Bahan : Stainless steel-167 Tipe 316 Luas transfer panas : 249,6936 ft²

Jumlah : 1 unit Harga : $48.012/unit

Alat transportasi 1. Pompa (P-01)

Fungsi : Memompa HCl dari Tangki HCl menuju Mixer-01 Tipe : pompa sentrifugal

Lokasi : outdoor

Kapasitas : 6,4764 m³/jam Total head cairan : 4,6462 m Efisiensi pompa : 52%

Tekanan suction : 1 atm Tekanan discharge : 1 atm Daya motor : 0,5 hp

RPM : 1425

Efisiensi motor : 80%

Bahan konstruksi : Stainless steel Jumlah : 2 unit

Harga : $2.667/2 unit

2. Pompa (P-02)

Fungsi : Memompa HCl 10% dari Mixer-01 menuju Reaktor-01

Tipe : pompa sentrifugal

Lokasi : outdoor

Kapasitas : 25,3277 m³/jam Total head cairan : 6,7332 m Efisiensi pompa : 62%

Tekanan suction : 1 atm Tekanan discharge : 1 atm Daya motor : 1 hp

RPM : 1425

Efisiensi motor : 80%

Bahan konstruksi : stainless steel Jumlah : 2 unit

Harga : $4.000/2 unit

3. Pompa (P-03)

Fungsi : Memompa Cairan dari Reaktor-01 menuju RDVF- 01

Tipe : pompa sentrifugal

Lokasi : outdoor

Kapasitas : 26,0361 m³/jam Total head cairan : 1,2275 m Efisiensi pompa : 64%

Tekanan suction : 1 atm Tekanan discharge : 1 atm Daya motor : 1 hp

RPM : 1425

Efisiensi motor : 80%

Bahan konstruksi : Stainless steel Jumlah : 2 unit

Harga : $4.466/2 unit

4. Pompa (P-04)

Fungsi : Memompa Filtrat dari RDVF-01 menuju Evaporator 1 (EV-01)

Tipe : pompa sentrifugal

Lokasi : outdoor

Kapasitas : 26,0788 m³/jam Total head cairan : 2,7143 m Efisiensi pompa : 65%

Tekanan suction : 1 atm Tekanan discharge : 1 atm Daya motor : 0,75 hp

RPM : 1425

Efisiensi motor : 80%

Bahan konstruksi : stainless steel Jumlah : 2 unit

Harga : $5.000/2unit

5. Pompa (P-05)

Fungsi : Memompa hasil bawah dari Evaporator-01 menuju Spray Dryer-01

Tipe : pompa sentrifugal

Lokasi : outdoor

Kapasitas : 5,9904 m³/jam Total head cairan : 24,379 m Efisiensi pompa : 51%

Tekanan suction : 1 atm Tekanan discharge : 1 atm Daya motor : 2 hp

RPM : 1425

Efisiensi motor : 80%

Bahan konstruksi : commercial steel Jumlah : 2 unit

Harga : $1.466/2 unit

6. Pompa (P-06)

Fungsi : Memompa hasil bawah MD-01 dari reboiler menuju tangki

penyimpanan produk (T-03).

Tipe : pompa sentrifugal

Lokasi : outdoor

Kapasitas : 8,43 m³/jam Total head cairan : 11,56 m Efisiensi pompa : 55%

Tekanan suction : 1,12 atm Tekanan discharge : 1,12 atm Daya motor : 0,75 hp

RPM : 3420

Efisiensi motor : 80%

Bahan konstruksi : carbon steel Jumlah : 2 unit

Harga : $8285/unit

7. Pompa (P-07)

Fungsi : Memompa hasil atas Evaporator-01 dari Accumulator - 02 menuju mixer-01

Tipe : pompa sentrifugal

Lokasi : outdoor

Kapasitas : 22,6958 m³/jam Total head cairan : 4,261 m

Efisiensi pompa : 62%

Tekanan suction : 1 atm Tekanan discharge : 1 atm Daya motor : 0,75 hp

RPM : 1425

Efisiensi motor : 80%

Bahan konstruksi : Stainless steel Jumlah : 2 unit

Harga : $3.166/2 unit

8. Screw Conveyor (SC-01)

Fungsi : Mengangkut Magnesium Hidroksida dari Gudang menuju Bucket Elevator dengan menggunakan jaket pemanas agar suhu produk menjadi 75ᵒC.

Tipe : Screw Conveyor yang beroperasi kontinyu dengan jaket pemanas

Lokasi : outdoor

Kapasitas : 2100,9783 kg/jam Diameter : 0,3131 m

Kecepatan Putaran : 40 rpm

Panjang : 3 m

Power : 0,5 Hp

Bahan : Carbon steel

Jumlah : 1

Harga : $3.938/unit

9. Screw Conveyor (SC-01)

Fungsi : Mengangkut Magnesium Hidroksida dari Gudang menuju Bucket Elevator dengan menggunakan jaket pemanas agar suhu produk menjadi 75ᵒC.

Tipe : Screw Conveyor yang beroperasi kontinyu dengan jaket pendingin

Lokasi : outdoor

Kapasitas : 3156,5656 kg/jam Diameter : 0,3035 m

Kecepatan Putaran : 40 rpm

Panjang : 3 m

Power : 0,5 Hp Bahan : Carbon steel

Jumlah : 1

Harga : $3.619/unit

10. Bucket Elevator (BE-01)

Fungsi : Mengangkut padatan Magnesium Hidroksida dari Screw Conveyor ke Hopper

Tipe : Centrifugal Discharge Bucket Elevator

Lokasi : outdoor

Dimensi bucket :

Panjang (P) : 6 inch Lebar (L) : 4 inch Tinggi (t) : 5,5 inch Lebar belt : 7 inch Jarak antar bucket : 12 inch

Jumlah bucket (n) : 16 bucket

Tinggi 1 bucket : 17,5 inch = 1,45833 ft Tinggi bucket elevator : 6,92 m = 22,70341 ft Waktu tinggal n bucket : 0,09722 menit Daya motor elevator : 1,5 Hp

Bahan : Carbon steel

Jumlah : 1

Harga : $10.859/unit

11. Bucket Elevator (BE-01)

Fungsi : Mengangkut padatan Magnesium klorida dari Screw Conveyor ke Silo

Tipe : Centrifugal Discharge Bucket Elevator

Lokasi : outdoor

Dimensi bucket :

Panjang (P) : 6 inch Lebar (L) : 4 inch Tinggi (t) : 5,5 inch Lebar belt : 7 inch Jarak antar bucket : 12 inch

Jumlah bucket (n) : 40 bucket

Tinggi 1 bucket : 17,5 inch = 1,45833 ft Tinggi bucket elevator : 17,5876 m = 57,7021 ft Waktu tinggal n bucket : 3,0032 menit

Daya motor elevator : 2,5 HP Bahan : Carbon steel

Jumlah : 1

Harga : $17.778/unit

Alat penekan gas 1. Blower (BL-01)

Fungsi : Memompa udara sebanyak 11367,5905 kg/jam menuju Spray Dryer

Jenis : Centrifugal Blower

Lokasi : outdoor

Kapasitas : 11367,5905 kg/jam Kondisi Operasi

• Suhu masuk : 30°C

• Suhu keluar : 46,2°C

• Tekanan masuk : 1 atm

• Tekanan keluar : 1,2 atm Daya penggerak : 75 Hp Bahan : Carbon steel

Jumlah : 1

Harga : $21.184/unit