PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN DIMETIL ETER DARI SYNGAS HASIL GASIFIKASI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 50.000 TONTAHUN TUGAS AKHIR - Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Dimetil Eter Dari Syngas Hasil Gasifikasi Tandan Kosong Kelapa Sawit

(1)

PRA RANCANGAN PABRIK

PEMBUATAN DIMETIL ETER DARI SYNGAS

HASIL GASIFIKASI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 50.000 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Ujian Sarjana Teknik Kimia

OLEH :

DESHINTA MAHARANI PUTRI NIM : 070405028

D E P A R T E M E N T E K N I K K I M I A F A K U L T A S T E K N I K

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N

(2)

(3)

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur kepada Allah SWT atas segala berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan judul: “Pra Rancangan Pabrik Pembuatan Dimetil Eter Dari Syngas Hasil Gasifikasi Tandan Kosong Kelapa Sawit Dengan Kapasitas Produksi 50.000 Ton/Tahun”.

Pra rancangan pabrik ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan merupakan salah satu syarat untuk menempuh ujian sarjana pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Penulis banyak menerima bimbingan, saran dan bantuan dari berbagai pihak dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Untuk itu dengan segala ketulusan hati penulis mengucapkan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada :

“ Ayahanda Ir. Syafruddin SP dan Ibunda Ir. Aris Andriani SP yang telah mencurahkan segala cinta, ilmu, dan doa kepada penulis, your support has been, and always will be, infinitely valuable to my success, and i wanted to

have. May Allah SWT always love Mama, Papa, Abang and Adik ”

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Ir. M Yusuf Ritonga, MT dan Ibu Dr. Halimatuddahliana, ST, M.Sc selaku Dosen Pembimbing I dan II yang telah memberikan masukan dan bimbingan selama penulis menyusun tugas akhir ini.

2. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si, selaku Ketua Departemen Teknik Kimia dan Ibu Dr.

Ir. Fatimah, MT. Selaku Sekretaris Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara

3. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, selaku Koordinator Tugas Akhir Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara

(4)

5. Para pegawai administrasi Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama penulis mengenyam pendidikan.

6. Teman-teman angkatan 2007, kakak dan adik angkatan yang telah banyak memberikan bantuan, dorongan, dan saran kepada penulis.

7. Teman-teman BESWAN Djarum angkatan 25 yang telah mengisi pengalaman penulis selama kuliah.

8. Seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu namanya yang turut memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang konstruktif dari pembaca. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat memberi manfaat kepada seluruh pembaca, khususnya mahasiswa/i Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Medan, Juni 2012 Penulis,

Deshinta Maharani Putri

(5)

INTI SARI

Dimetil eter merupakan salah satu bahan bakar alternatif ramah lingkungan yang dapat diproduksi dari syngas hasil gasifikasi tandan kosong kelapa sawit. Syngas ini terbentuk melalui pembakaran tandan kosong kelapa sawit dalam reaktor

gasifier. Syngas kemudian dibersihkan dari pengotor dan dikondisikan sesuai keadaan yang dibutuhkan untuk sintesis syngas menjadi dimetil eter dalam reaktor slurry.

Pabrik dimetil eter ini direncanakan akan berproduksi dengan kapasitas 50.000 ton/tahun dan beroperasi selama 330 hari dalam setahun. Pabrik ini direncanakan berlokasi di daerah Kabupaten Banyuasin, Provinsi Sumatera Selatan yang merupakan hilir Sungai Musi, dengan luas tanah yang dibutuhkan adalah 33478 m2. Tenaga kerja yang dibutuhkan berjumlah 225 orang dengan bentuk badan usaha Perseroan Terbatas (PT) yang dipimpin oleh seorang direktur utama dengan struktur organisasi sistem garis dan staf.

Hasil analisa terhadap aspek ekonomi pabrik pembuatan Dimetil eter dengan proses gasifikasi Tandan kosong Kelapa Sawit adalah:

Total Modal Investasi : Rp 795.198.925.942,-

Total Biaya Produksi : Rp. 395.058.258.994,- Hasil Penjualan : Rp. 734.000.533.776,-

Laba Bersih : Rp. 236.090.794.386,-

Profit Margin (PM) : 45,947% Break Even Point (BEP) : 49,859 % Return on Investment (ROI) : 23,799%

Pay Out Time (POT) : 4,202 tahun Return on Network (RON) : 39,665 % Internal Rate of Return (IRR) : 40,851 ,

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Alir Blok Produksi Gas Dimetil Eter Dari Proses

Gasifikasi Tandan Kosong Kelapa Sawit ... II-18 Gambar 6.1 Diagram Balok Sistem Pengendalian Feedback ... VI-4 Gambar 6.2 Sebuah loop Pengendalian ... VI-4 Gambar 6.3 Suatu Proses Terkendali ... VI-5 Gambar 6.4 Instrumentasi pada tangki ... VI-12 Gambar 6.5 Instrumentasi pada pompa... VI-12 Gambar 6.6.1 Instrumentasi pada Reaktor Gasifier (R-201) dan Char

Combustor (R-202) ... VI-13

(11)

Gambar LC-15 Reformer tipe Bubbling Fliudized Bed Reactor ... LC-54 Gambar LC-16 Cooler tipe 1 – 2 BEM fixed-tubesheet exchanger with

conical rear head ... LC-65

Gambar LC-17 Cooler tipe 3 – 6 BEM fixed-tubesheet exchanger with

Gambar LC-18 Quench Chamber type Impingement tray scrubber ... LC-75 Gambar LC-19 Venturi tube with a rough-cast convergent-inlet cone ... LC-80 Gambar LC-20 Sketsa Pompa sirkulasi Quench chamber (P-301) ... LC-83 Gambar LC-21 Cooler tipe 2 – 4 BEM fixed-tubesheet exchanger with

Gambar LC-22a Knock Out Drum tipe vertikal dengan tutup dan alas

berbentuk segmen elips (torispherical head) ... LC-93 Gambar LC-22b Tutup knock out drum menggunakan torispherical head ... LC-95 Gambar LC-23 Radially Split Multistage Compressor ... LC-97 Gambar LC-24 Air cooler tipe Forced draft with 2 fan ... LC-102 Gambar LC-25a Knock Out Drum tipe vertikal dengan tutup dan alas

berbentuk segmen elips (torispherical head) ... LC-110 Gambar LC-25b Tutup knock out drum menggunakan torispherical head ... LC-112 Gambar LC-26 Radially Split Multistage Compressor ... LC-114 Gambar LC-27 Air Cooler tipe Forced draft with 2 fan ... LC-119 Gambar LC-28a Knock Out Drum tipe vertikal dengan tutup dan alas

(12)

Gambar LC-36 Air Cooler tipe Forced draft with 2 fan ... LC-167 Gambar LC-37 Cooler tipe 6 - 12 Shell and Tube Heat Exchanger ... LC-174 Gambar LC-64 Steam Turbine ... LC-306 Gambar LC-65 Konfigurasi steam drum secara umum ... LC-308 Gambar LD-1 Sketsa Sebagian Bar Screen (dilihat dari atas) ... LD-1 Gambar LD-2 Sketsa pompa P-701 (dilihat dari samping) ... LD-3 Gambar LD-3 Sketsa 3D Bak Sedimentasi ... LD-8 Gambar LD-4 Sketsa Pompa sedimentasi (P-702) ... LD-10 Gambar LD-5A Sketsa tangki pelarutan asam (T-701) ... LD-15 Gambar LD-5B Sketsa pengaduk tangki pelarutan alum (T-701) ... LD-18 Gambar LD-6 Sketsa pompa alum (P-703) ... LD-19 Gambar LD-7A Sketsa tangki pelarutan soda abu (T-702) ... LD-25 Gambar LD-7B Sketsa pengaduk tangki pelarutan soda abu (T-702) ... LD-28 Gambar LD-8 Sketsa pompa soda abu (P-704) ... LD-29 Gambar LD-9 Sketsa clarifier (C-701)... LD-35 Gambar LD-10 Sketsa 3D Bak penampung sementara hasil clarifier

(13)

(14)

DAFTAR TABEL

(15)

Tabel 4.11 Neraca Energi pada Cooler (H-301) ... IV-11 Tabel 4.25 Neraca Energi pada Compressor (K-301E)... IV-25 Tabel 4.26 Neraca Energi pada Air-Cooler (H-302E) ... IV-26 Tabel 4.27 Neraca Energi pada Cooler (H-303) ... IV-27 Tabel 4.28 Neraca Energi pada Knock Out Drum (S-303) ... IV-28 Tabel 6.3 Daftar Penggunanan Instrumentasi pada Pra-Rancangan Pabrik

Pembuatan Dimetil Eter dengan Proses Gasifikasi Tandan Kosong Kelapa Sawit ... VI-11 Tabel 7.1 Kebutuhan Uap (Steam) Pabrik ... VII-1 Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin Pabrik ... VII-2 Tabel 7.3 Pemakaian Air Untuk Berbagai Kebutuhan ... VII-4 Tabel 7.4 Kualitas Air Sungai Rokan, Riau ... VII-5 Tabel 8.1 Perincian Luas Tanah ... VIII-5 Tabel 9.1 Susunan Jadwal Shift Karyawan ... IX-9 Tabel 9.2. Jumlah Karyawan dan Kualifikasinya ... IX-10 Tabel 9.3 Perincian Gaji Karyawan ... IX-11 Tabel LA-1 Komposisi Tandan Kosong Kelapa Sawit (basis kering) ... LA-1 Tabel LA-2 Analisis gas (% berat kering) dari proses gasifikasi TKKS ... LA-2 Tabel LA-3 Parameter Operasi Gasifier, Yield, dan Komposisi Gas Hasil

(16)

Tabel LB-2 Data Panas Perubahan Fasa Komponen ... LB-1 Tabel LB-3 Data Kapasitas Panas Komponen Cair ( kJ/mol K) ... LB-2 Tabel LB-4 Data Panas Reaksi Pembentukan Komponen ... LB-2 Tabel LB-5 Tabel Kontribusi Unsur Atom dengan Metode Hurst dan

Harrison ... LB-6 Tabel LB-6 Neraca Energi pada Gasifier (R-201) ... LB-13 Tabel LB-7 Neraca Energi pada Cyclone (S-201) ... LB-15 Tabel LB-8 Neraca Energi pada Cyclone (S-202) ... LB-17 Tabel LB-9 Neraca Energi pada Char Combustor (R-202)... LB-21 Tabel LB-10 Neraca Energi pada Cyclone (S-203) ... LB-23 Tabel LB-11 Neraca Energi pada Reformer (R-203) ... LB-29 Tabel LB-12 Neraca Energi pada Cooler (H-201) ... LB-32 Tabel LB-13 Neraca Energi pada Cooler (H-202) ... LB-34 Tabel LB-14 Neraca Energi Pada Venturi Scrubber (M-302) ... LB-36 Tabel LB-15 Neraca Energi pada Quench Chamber (M-301) ... LB-38 Tabel LB-16 Neraca Energi pada Cooler (H-301) ... LB-40 Tabel LB-17 Neraca Energi pada Knock Out Drum (S-301) ... LB-42 Tabel LB-18 Neraca Energi pada Compressor (K-301A) ... LB-44 Tabel LB-19 Neraca Energi pada Air Cooler (H-302A) ... LB-46 Tabel LB-20 Neraca Energi pada Knock Out Drum (S-302A) ... LB-48 Tabel LB-21 Neraca Energi pada Compressor (K-301B) ... LB-50 Tabel LB-22 Neraca Energi pada Air Cooler (H-302B) ... LB-52 Tabel LB-32 Neraca Energi pada Cooler (H-303) ... LB-72 Tabel LB-33 Neraca Energi pada Knock Out Drum (S-303) ... LB-74 Tabel LB-34 Neraca energi pada Reformer Feed Preheater (H-401) ... LB-77 Tabel LD-1 Perhitungan Entalpi dalam Penentuan Tinggi Menara

(17)

Tabel LE-8 Perincian Gaji ... LE-16 Tabel LE-9 Perincian Biaya Kas ... LE-19 Tabel LE-10 Perincian Modal Kerja ... LE-20 Tabel LE-11 Aturan Depresiasi Sesuai UU Republik Indonesia