15
BAB III
PERANCANGAN PROSES
3.1. URAIAN PROSES
Pabrik asetanilida ini di produksi dengan kapasitas 27.500 ton/tahun dari bahan baku anilin dan asam asetat yang akan beroperasi selama 24 jam perhari dalam 330 hari selama setahun. Secara garis besar pabrik ini terdiri dari proses reaksi, pemisahan dan kristalisasi, pemurnian dan penyimpanan.
3.1.1 Tahap Persiapan Bahan Baku
Proses pembuatan asetanilida dengan mereaksikan asam asetat dan anilin. Tahap pertama bahan baku anilin dan asam asetat dengan fasa cair di simpan dalam tangki (T-01) dan (T-02). Bahan baku tersebut keluar dari tangki dengan suhu 30 oC dan tekanan 1 atm, sebelum masuk ke dalam reaktor R-01 masing-masing bahan baku dialirkan melalui pompa sentrifugal (P-03) dan (P-04) untuk dinaikkan tekanannya sampai 2,5 atm dan dipanaskan pada heater 01) dan (E-02) hingga suhu mencapai 150 oC.
3.1.2 Tahap Reaksi
mencampurkan semua bahan baku yang masuk sehingga semua tercampur dengan sempurna. Sedangakan, jaket pendingin disini berfungsi sebagai penyerap panas, dan juga penstabil suhu pada reaktor karena reaksi antara asam asetat dan anilin merupakan reaksi eksotermis.
3.1.3 Tahap Pemisahan dan Kristalisasi
Hasil keluaran dari reaktor R-02 berupa asetanilida, anilin, asam asetat dan air diumpankan ke evaporator (EV-01) untuk mendapatkan konsentrasi asetanilida yang lebih baik dengan cara menguapkan reaktan yang tersisa (anilin dan asam asetat) juga mengurangi kandungan air pada asetanilida. Kondisi operasi pada evaporator (EV-01) adalah suhu 225 oC seta tekanan 2,5 atm yang disesuaikan dengan kondisi bahan baku dan air, agar dapat menguap tanpa mempengaruhi produk asetanilida.
(CF-01), terjadi proses pemisahan mother liquor yang merupakan sisa larutan pasca proses kristalisasi dari kristal asetanilida. Mother liquor yang terpisah di pompa menuju Unit Pengolahan Limbah (UPL).
3.1.4 Tahap Pemurnian dan Penyimpanan
SPESIFIKASI ALAT/MESIN PRODUK
3.2.1. Tangki Penyimpanan Bahan Anilin (T-01/02)
Fungsi : Menyimpan bahan baku anilin sebanyak 2450 kg/jam selama 7 hari.
Jenis : Tangki silinder tegak dengan flat bottomed dan conical
dished head.
Fasa : Cair
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi : Tekanan = 1 atm , Suhu = 30 oC Spesifikasi :
Kapasitas = 480,1407 m3
Bahan = Carbon Steel SA 285 Grade C Diameter = 9,1440 m , Tinggi= 7,3152 m Tinggi Head = 1,6641 m
Tebal shell = 0,3125 in = 0,0079 m Tebal head = 0,3125 in = 0,0079 m Harga : $ 55.989,69
3.2.2. Tangki Penyimpanan Bahan Asam Asetat (T-02)
Fungsi : Menyimpan bahan baku anilin sebanyak 1591,7075 kg/jam selama 7 hari.
Fasa : Cair
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi : Tekanan = 1 atm , Suhu = 30 oC Spesifikasi :
Kapasitas = 333,8727 m3
Bahan = Stainless steel SA 283 Grade C Diameter = 7,6200 m, Tinggi = 7,3152 m Tinggi Head = 1,3867 m
Tebal shell = 0,2500 in = 0,0064 m Tebal head = 0,2500 in = 0,0064 m Harga : $ 130.234,78
3.2.3. Silo
Fungsi : Menyimpan produk Asetanilida sebanyak 3472,2222 kg.jam untuk produksi selama 7 hari.
Jenis : Tangki Clyndrical vessel dengan dasar conical Fasa : Padat kristal
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi : Tekanan = 1 atm, Suhu = 30 oC Spesifikasi :
Kapasitas = 626,7312 m3
Tebal Tangki Silinder = 0,2500 in = 0,006 m Tebal Kerucut = 0,2500 in = 0,006 m Tinggi kerucut = 0,9796 m
Harga : US $ 97.981,95
3.2.4. Reaktor (R-01)
Fungsi : Tempat terjadinya reaksi antara anilin dan asam asetat menjadi asetanilida sebanyak 5246,2998 kg/jam Jenis : Continous Stirred Tank Reactor (CSTR)
Fasa : Cair
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi : Isothermal, Tekanan = 2,5 atm, Suhu = 150 oC Spesifikasi :
Kapasitas = 58,2767 m3
Bahan Konstruksi = Stainless steel SA 283 Grade C Diameter = 3,8179 m , Tinggi = 5,0905 m
Tebal Shell = 0,375 in = 0,0095 m
Tebal Head = 0,375 in = 0,0095 m
Tinggi head = 25,0517 in = 0,6363 m Jenis pengaduk = Flat Six-Blade Turbin
Daya motor aktual = 20,6134 Hp Jaket Pendingin
Diameter = 4,0911 m
Tinggi = 4,4542 m
Tebal = 0,8466 in =0,0215m
Harga : US $ 276.854,01
3.2.5. Reaktor (R-02)
Fungsi : Tempat terjadinya reaksi antara anilin dan asam asetat menjadi asetanilida sebanyak 5246,2998 kg/jam Jenis : Continous Stirred Tank Reactor (CSTR)
Fasa : Cair
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi : Isothermal, Tekanan = 2,5 atm, Suhu = 150 oC Spesifikasi :
Kapasitas = 58,2767 m3
Bahan Konstruksi = Stainless steel SA 283 Grade C Diameter = 3,8179 m , Tinggi = 5,0905 m
Tebal Shell = 0,375 in = 0,0095 m
Tebal Head = 0,375 in = 0,0095 m
Tinggi head = 25,0517 in = 0,6363 m Jenis pengaduk = Flat Six-Blade Turbin
Diameter Impeller = 1,2726 m Daya motor desain = 16,4907 Hp Daya motor aktual = 20,6134 Hp Jaket Pendingin
Diameter = 4,0911 m
Tinggi = 4,4542 m
Tebal = 0,8466 in =0,0215m
Harga : US $ 276.854,01
3.2.6. Evaporator (EV-01)
Fungsi : Memekatkan larutan hasil keluar reaktor sebanyak
4246,2998 kg/jam pada suhu 225 oC dengan mengurangi kandungan anilin dan asam asetat dalam larutan
asetanilida
Jenis : Vertikal tube evaporator
Fasa : Cair
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi : Tekanan = 2,5 atm Suhu = 225 oC Spesifikasi :
Kapasitas = 5,5647 m3
Diameter luar tube (OD) = 1 in
Jenis tube =18 BWG
Pitch (PT) = 1 1/4 in triangular pitch Panjang tube (L) = 12 ft = 3,6576 m
Tebal shell = 0,25 in
Harga : $ 212.297,57
3.2.7. Crystalizer (CR-01)
Fungsi : Tempat terbentuknya kristal asetanilida.
Jenis : Continous Stired Tank Crystallizer (CSTC)
Fase : Solid
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi : Tekanan = 1 atm Suhu = 60 oC Spesifikasi :
Kapasitas = 6,8831 m3 Waktu tinggal = 1.5 jam
Diameter = 2,1336 m, Tinggi = 2,1336 m Tebal Shell = 0,3125 in
Tebal Head = 0,4294 in
Tinggi Head = 16,7275 in = 0,4249 m Kecepatan pengaduk = 1,7461 rps
Diameter = 2,4029 m
Tinggi = 1,5240 m
Tebal = 0,1754 in = 0,0044 m Harga : $ 76.985,82
3.2.8. Centrifuge (CF-01)
Fungsi : Tempat pemisahan kristal asetanilida dari mother Liqournya sebanyak 4041,8275 kg/jam.
Jenis : Helical Conveyor ( Solid Bowl)
Fasa : Padat-Cair
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi : Tekanan = 1 atm Suhu = 60 oC Spesifikasi :
Kapasitas padatan = 3408,1553 kg/jam
Bahan = Carbon Steel SA-285 Grade C Diameter bowl = 24 in
Kecepatan bowl = 3000 RPM Panjang bowl = 72 in
Daya motor = 0,0296 Hp
3.2.9. Rotary Dryer ( D-01)
Fungsi : Mengurangi kadar air didalam asetanilida dengan cara pengeringan pada suhu 100oC
Jenis : Steam Tube Dryer
Fasa : Padat
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi : Tekanan = 1 atm , Suhu = 60 oC Spesifikasi :
Volume = 5,9639 m3
Diameter drier = 0,965 m Panjang drier = 4.572 m Volume drier = 7.1567 m3 Kecepatan putar = 6 rpm
Waktu tinggal = 0,09 jam = 5,4 menit
Daya motor = 2,2 Hp
Tube steam OD = 114 mm Jumlah tube steam = 14
3.2.10. Heater ( E-01)
Tugas : Memanaskan bahan baku anilin menuju reaktor dari suhu 30oC ke 150 oC
Laju steam = 337,1423 kg/jam
Luas perpindahan panas = 34,8000 ft2 Dimensi Heater :
Inner
Diameter luar = 1,66 in = 0,042 m Diameter dalam = 1,38 in = 0,035 m
Pressure drop = 0,2142 psia
Annulus
Diameter luar = 2,38 in = 0,060 m Diameter dalam = 2,067 in = 0,052 m
Pressure drop = 0,6650 psia
Harga : $ 3.079,43
3.2.11. Heater ( HE-02)
Tugas : Memanaskan umpan bahan baku asam asetat menuju reaktor dari suhu 30oC ke 150 oC
Jenis : Double Pipe Heat Exchanger
Jumlah : 1 unit
Spesifikasi :
Medium pemanas = Saturated steam 250 oC
Beban panas = 330173,5148 kJ/jam
Laju steam = 192,5547 kg/jam
Luas perpindahan panas = 34,800 ft2 Dimensi Heater :
Inner
Diameter luar = 1,66 in = 0,042 m Diameter dalam = 1,38 in = 0,035 m
Pressure drop = 0,1742 psia
Annulus
Diameter luar = 2,38 in = 0,035 m Diameter dalam = 2,067 in = 0,052 m
Pressure drop = 0,2371 psia
Faktor kotor total (Rd) = 0.0202 jam ft2 0F/Btu Bahan : Carbon steel SA 285 grade C
Harga : $ 2.248,23
3.1.12. Condenser ( CD-01)
Tugas : Mencairkan uap hasil atas EVP-01 sebelum
disimpan di tangki penyimpanan dari suhu 225 oC
menjadi 150 oC
Bahan konstruksi : Carbon steel SA 283 Grade C Dimensi condensor :
- Shell
ID = 8 in
Pitch = 1 in triangular pitch Baffle = 5 in
- Tube
OD = 3/4 in ID = 0,652 in BWG = 18 L = 20 ft
Nt = 24 buah
Harga : $27.929,00
3.2.13. Pompa ( P-01)
Tugas :Memompa Umpan Segar anilin dari Tank Truck ke T-01 pada setiap periode selama 7 hari.
Jenis : Single stage centrifugal pump, mixed flow Jumlah : 2 unit
Spesifikasi :
Kecepatan volumetrik = 4729,2496 L/jam
Head = 1,0718 m
Putaran standar = 3500 rpm Putaran spesifik = 6219,5286 Daya motor desain = 0,0822 Hp Daya motor aktual = 0,08 Hp Harga : US $ 4.199,23
3.2.14. Pompa ( P-02)
Tugas :Memompa Umpan Segar Asam Asetat dari Tank Truck ke T-02 pada setiap periode selama 7 hari.
Jenis : Single stage centrifugal pump, radial flow Jumlah : 2 unit
Spesifikasi :
Head = 1,0393 m Putaran standar = 3500 rpm Putaran spesifik = 3438,1047 Daya motor desain = 0,0544 Hp
Daya motor aktual = 0.08 Hp Harga : US $ 4.759,12
3.2.15. Pompa ( P-03)
Tugas :Memompa Umpan Segar Anilin dari Tangki penyimpanan bahan baku menuju heater.
Jenis : Single stage centrifugal pump, mixed flow Jumlah : 2 unit
Spesifikasi :
Kapasitas = 3941,0413 L/jam
Head = 1,0643 m
3.2.16. Pompa (P-04)
Tugas :Memompa Umpan Segar Asam Asetat dari Tangki penyimpanan bahan baku menuju heater.
Jenis : Single stage centrifugal pump, radial flow Jumlah : 2 unit
Spesifikasi :
Kecepatan volumetrik = 1149,8655 L/jam
Head = 1,0343 m
Putaran standar = 3500 rpm Putaran spesifik = 3149,8607 Daya motor desain = 0,0451 Hp Daya motor aktual = 0,08 Hp Harga : US $ 5.598,97
3.2.17. Pompa (P-05)
Tugas :Memompa larutan asetanilida dari reaktor 1 menuju reaktor 2. Jenis : Single stage centrifugal pump, axial flow
Jumlah : 2 unit Spesifikasi :
Kecepatan volumetrik = 11.151,7315 L/jam
Head = 1,0442 m
Daya motor desain = 0,1001 Hp Daya motor aktual = 0.13 Hp Harga : US $ 5.598,97
3.2.18. Pompa (P-06)
Tugas : Memompa larutan dari reaktor 2 menuju evaporator . Jenis : Single stage centrifugal pump, mixed flow
Jumlah : 2 unit Spesifikasi :
Kapasitas = 8925,0804 L/jam
Head = 1,0285 m
Putaran standar = 3500 rpm Putaran spesifik = 8812,4564 Daya motor desain = 0,0986 Hp Daya motor aktual = 0.13 HP Harga : US $ 7.278,66
3.2.19. Pompa (P-07)
Tugas : Memompa larutan dari centrifuge menuju UPL . Jenis : Single stage centrifugal pump, radial flow Jumlah : 2 unit
Spesifikasi :
Head = 1,0042 m Putaran standar = 3500 rpm Putaran spesifik = 2001,1858 Daya motor desain = 0,0097 Hp Daya motor aktual = 0.05 HP Harga : US $ 7.278,66
3.2.20. Screw Conveyor (SC-01)
Tugas : Mengangkut asetanilda dari centrifuge menuju rotary
Dryer
Jenis : Horizontal Screw Conveyor Jumlah : 2 unit
Kondisi Operasi : Tekanan = 1 atm Suhu = 60 oC Spesifikasi :
Kapasitas = 3724,9321 kg/jam
Bahan = Carbon steel SA 285 grade C Daya motor = 1 Hp
3.2.21. Belt Conveyor (BC-01)
Tugas : Mengangkut kristal asetanilida dari rotary dryer menuju ball mill
Jenis : Close Belt Conveyor
Jumlah : 2 unit
Kondisi Operasi : Tekanan = 1 atm, Suhu = 30 oC Spesifikasi :
Kapasitas = 3472,2222 kg/jam Bahan = Carbon steel SA grade C Lebar belt = 14 in
Panjang belt = 1,828 m Daya motor = 3 Hp Kecepatan belt = 100 ft/mnt Harga : US $ 55.986,69
3.2.22. Bucket Elevator (BE-01)
Tugas : Mengangkut Asetanilida dari Screener menuju Silo Jenis : Centrifugal discharge buckets
Jumlah : 2 unit
Kondisi Operasi : Tekanan =1 atm ,Suhu =30 oC Spesifikasi :
Kapasitas = 3472,2222 kg/jam
Jarak bucket = 12 in Tinggi elevator = 25 ft Daya motor = 1 Hp Kecepatan = 43 rpm Harga : US $ 27.434,95
3.2.23. Ball mill (BM-01)
Tugas : Menghancurkan partikel produk keluar rotary dryer sesuai produk pasaran.
Jenis : Dry Ball Mill
Jumlah : 1 buah
Kondisi Operasi : Tekanan = 1 atm Suhu = 30 oC Spesifikasi :
Kapasitas = 3472,2222 kg/jam Bahan = Carbon steel Model = Φ 900 × 3000 Kecepatan = 38 rpm Material in size = ≤ 20 mm Material out size = 0,075-0,89 mm
Power = 29,502 HP
3.2.24. Screener (S-01)
Tugas : Mengayak produk hasil dari Ball mill sesuai dengan pasaran yang diinginkan
Jenis : Horizontal Centrifuge Screener
Jumlah : 2 unit
Kondisi Operasi : Tekanan =1 atm, Suhu =30 oC Spesifikasi :
Model : MQXS 120*120
Power : 6.6 kW 8.8506 Hp
Screen mesh : 100 Mesh
Harga : US $ 9.501,16
3.2.25. Expansion Valve ( EXV-01)
Tugas :Menurunkan tekanan larutan dari evaporator Jeni :Globe valve
Ukuran pipa :
ID = 1,049 in Sch N = 40
NPS = 1 in
3.2.26. Blower
Tugas : Mengalirkan udara pendingin ke blow box Jenis : Centrifugal Blower
Jumlah : 2 unit
Kondisi Operasi : Tekanan = 1 atm Suhu = 30oC Spesifikasi :
Daya motor desain = 0,594 Hp Daya motor aktual = 0,75 Hp
Bahan Konstruksi : Carbon steel SA 285 grade C
Harga : $ 500
3.2.27. Blow Box
Tugas : Untuk menurunkan temperatur padatan asetanilida dari 100 oC menjadi 30 oC dengan mengontakanya dengan udara pendingin yang berasal dari blower.
Jenis : Box vertical dengan tutup datar bagian atas
Jumlah : 1 unit
Kondisi Operasi : Tekanan = 1 atm Suhu = 30oC Spesifikasi :
Bahan konstruksi : Carbon steel SA 285 grade C
Harga : $ 5.500
3.3 PERENCANAAN PRODUKSI
3.3.1 Kapasitas Perancangan
Pemilihan kapasitas perancangan didasarkan pada kebutuhan asetanilida di Indonesia, tersedianya bahan baku serta ketentuan kapasitas minimal. Kebutuhan Asetanilida dari tahun ke tahun mengalami peningkatan. Hal ini menunjukkan pesatnya perkembangan industri kimia di Indonesia. Diperkirakan kebutuhan asetanilida akan terus meningkat di tahun-tahun mendatang, sejalan dengan berkembangnya industri - industri yang menggunakan Asetanilida sebagai bahan baku dan bahan tambahan. Dan juga dengan melihat kapasitas pabrik – pabrik asetanilida yang telah berdiri. Untuk mengantisipasi hal tersebut, maka ditetapkan kapasitas pabrik yang akan didirikan adalah 27.500 ton/ tahun.
Untuk menentukan kapasitas produksi ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan, yaitu :
1. Proyeksi kebutuhan dalam negeri
Berdasarkan data statistik yang diterbitkan oleh BPS dalam “Statistik
Perdagangan Indonesia” tentang kebutuhan asetanilida di Indonesia dari tahun ke
tahun cenderung meningkat.
Dengan kapasitas tersebut diharapkan :
b. Dapat menghemat devisa negara yang cukup besar karena laju import asetanilida dapat ditekan seminimal mungkin.
2. Ketersediaan bahan baku
Kontinuitas ketersediaan bahan baku dalam pembuatan asetanilida adalah penting dan mutlak yang harus diperhatikan pada penentuan kapasitas produksi suatu pabrik. Diharapkan kebutuhan bahan baku asam asetat dapat diperoleh dari PT. Acidatama, Karanganyar Jawa Tengah dengan kapasitas produksi 33.000 ton/tahun, sedangkan Anilin import dari Cina.
3.3.2 Perencanaan Bahan Baku dan Alat Proses
Dalam menyusun rencana produksi secara garis besar ada dua hal yang perlu diperhatikan, yaitu faktor eksternal dan faktor internal. Faktor eksternal adalah faktor yang menyangkut kemampuan pasar terhadap jumlah produk yang dihasilkan, sedangkan faktor internal adalah kemampuan pabrik.
1. Kemampuan Pasar
Dapat dibagi menjadi 2 kemungkinan, yaitu :
a. Kemampuan pasar lebih besar dibandingkan kemampuan pabrik, maka rencana produksi disusun secara maksimal.
b. Kemampuan pasar lebih kecil dibandingkan kemampuan pabrik. Oleh karena itu perlu dicari alternatif untuk menyusun rencana produksi, misalnya :
2) Rencana produksi tetap dengan mempertimbangkan bahwa kelebihan produksi disimpan dan dipasarkan tahun berikutnya. 3) Mencari daerah pemasaran.
2. Kemampuan Pabrik
Pada umunya pabrik ditentukan oleh beberapa faktor, antara lain : a. Material ( bahan baku )
Dengan pemakaian material yang memenuhi kualitas dan kuantitas maka akan tercapai target produksi yang diinginkan.
b. Manusia ( tenaga kerja )
Kurang terampilnya tenaga kerja akan menimbulkan kerugian pabrik, untuk itu perlu dilakukan pelatihan atau training pada karyawan agar keterampilannya meningkat.
c. Mesin ( peralatan )
