PABRIK ALUMINIUM CHLORID ANHYDROUS DARI ALUMINIUM METAL DENGAN PROSES CHLORINASI.

PROSES CHLORINASI

PRA RENCANA PABRIK

Oleh :

TOMMY

0931010051

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

PROSES CHLORINASI

PRA RENCANA PABRIK

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagai Persyaratan Dalam Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Kimia

Oleh :

TOMMY

NPM : 0931010051

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”

Disusun Oleh :

TOMMY NPM : 0931010051

Telah dipertahankan dihadapan dan diterima oleh Tim Penguji

Pada Tanggal

14-juni-2013

Tim Penguji,

1.

Ir. Sutiyono, MT

NIP. 19600713 198703 1 001 2.

Ir. Novel Karaman, MT NIP. 19580801 198703 1 001 3.

Ir. Tatiek, MT

NIP. 19530712 199103 2 001

Mengetahui :

Dekan Fakultas Teknologi Industri

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur

Pembimbing,

dengan segala rahmat serta karuniaNya sehingga penyusun telah dapat

menyelesaikan Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Aluminium Chloride

Anhydrous Dengan Proses Chlorinasi”, dimana Tugas Akhir ini merupakan tugas

yang diberikan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program pendidikan kesarjanaan di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional Surabaya.

Tugas Akhir “Pra Rencana Pabrik Aluminium Chloride Anhydrous

Dengan Proses Chlorinasi” ini disusun berdasarkan pada beberapa sumber yang

berasal dari beberapa literatur , data-data , majalah kimia, dan internet.

Pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih atas segala bantuan baik berupa saran, sarana maupun prasarana sampai tersusunnya Tugas Akhir ini kepada :

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT

Selaku Dekan FTI UPN “Veteran” Jawa Timur

2. Ibu Ir. Retno Dewati, MT

Selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia, FTI,UPN “Veteran” Jawa Timur.

3. Ibu Ir. Ketut Sumada, MS selaku dosen pembimbing.

7. Semua pihak yang telah membantu , memberikan bantuan, saran serta dorongan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

Kami menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, karena itu segala kritik dan saran yang membangun kami harapkan dalam sempurnanya tugas akhir ini.

Sebagai akhir kata, penyusun mengharapkan semoga Tugas Akhir yang telah disusun ini dapat bermanfaat bagi kita semua khususnya bagi mahasiswa Fakultas Teknologi Industri jurusan Teknik Kimia.

berproduksi dengan kapasitas 27.500 ton/tahun dalam bentuk kristal. Pabrik beroperasi secara kontinyu berjalan selama 24 jam tiap hari dan 330 hari kerja dalam setahun.

Aluminium chloride juga digunakan pada industri farmasi, industri tekstil, industri kimia organik, industri pengolahan karet, dan industri minyak pelumas (chemicalland21). Maka pendirian pabrik aluminium chloride di Indonesia mempunyai peluang investasi yang menjanjikan dan mempunyai profitabilitas yang cukup tinggi. Secara singkat, uraian proses dari pabrik aluminium chloride sebagai berikut :

Pertama-tama aluminium scrap dichlorinasi pada furnace membentuk uap aluminium chloride. Uap aluminium chloride kemudian dikondensasi pada condenser, dikristalisasi pada crystallizer dan kemudian dipisahkan pada centrifuge. Kristal kemudian dikeringkan pada rotary dryer, didinginkan dan kemudian dihaluskan pada ball mill sebagai produk akhir.

Pendirian pabrik berlokasi di Manyar, Gresik dengan ketentuan : Bentuk Perusahaan : Perseroan Terbatas Sistem Organisasi : Garis dan Staff Jumlah Karyawan : 194 orang Sistem Operasi : Kontinyu

* Fixed Capital Investment (FCI) : Rp. 55.101.541.829 * Working Capital Investment (WCI) : Rp. 21.770.833.194 * Total Capital Investment (TCI) : Rp. 76.872.375.023 * Biaya Bahan Baku (1 tahun) : Rp. 56.284.232.4000 * Biaya Utilitas (1 tahun) : Rp. 8.680.252.226

- Steam = 6.784,5759 lb/hari

- Air pendingin = 198,21 M3/hari

- Listrik = 98,223kWh/hari

- Bahan Bakar = 12,9537 liter/hari * Biaya Produksi Total (Total Production Cost) : Rp. 62.544.030.945 * Hasil Penjualan Produk (Sale Income) : Rp. 130.624.999.164 * Bunga Bank (Kredit Investasi Bank Mandiri) : 19%

* Internal Rate of Return : 27.66%

* Rate On Investment : 18.88%

* Pay Out Periode : 3,96 Tahun

Tabel VII.2. Jenis Dan Jumlah Fire –Extinguisher ………. VII - 7 Tabel VIII.2.1. Baku mutu air baku harian ……….………… VIII-7

Tabel VIII.2.3. Karakteristik Air boiler dan Air pendingin ………… VIII-9 Tabel VIII.4.1. Kebutuhan Listrik Untuk Peralatan Proses Dan Utilitas

……….……….……….…… VIII-60 Tabel VIII.4.2. Kebutuhan Listrik Untuk Penerangan Ruang Pabrik

Dan Daerah Proses ……….………. VIII-62 Tabel IX.1. Pembagian Luas Pabrik ……….……… IX - 8 Tabel X.1. Jadwal Kerja Karyawan Proses ……….…… X - 11 Tabel X.2. Perincian Jumlah Tenaga Kerja ……….…… X - 13

Tabel XI.4.A. Hubungan kapasitas produksi dan biaya produksi … XI - 8 Tabel XI.4.B. Hubungan antara tahun konstruksi dengan modal sendiri

KATA PENGANTAR ……….……….………. ii

INTISARI ……….……….……….……… iv

DAFTAR TABEL ……….……….……….…… vi

DAFTAR GAMBAR ……….……….……… vii

DAFTAR ISI ……….……….……….………… viii

BAB I PENDAHULUAN ……….……….……… I – 1

BAB II SELEKSI DAN URAIAN PROSES ……….…… II – 1

BAB III NERACA MASSA ……….……….…… III – 1 BAB IV NERACA PANAS ……….……….……… IV – 1

BAB V SPESIFIKASI ALAT ……….……….. V – 1

BAB VI PERENCANAAN ALAT UTAMA ………. VI – 1

BAB VII INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA …. VII – 1

BAB VIII UTILITAS ……….……….……… VIII – 1

BAB IX LOKASI DAN TATA LETAK PABRIK ……….. IX – 1

BAB X ORGANISASI PERUSAHAAN ……….………… X – 1

BAB XI ANALISA EKONOMI ……….……….… XI – 1

BAB XII PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN ……….. XII – 1

I.1. Latar Belakang

Aluminium chloride atau disebut juga dengan aluminium trichloride atau trichloro alumane adalah suatu senyawa kimia an-organik yang dikenal sebagai salah satu jenis katalis yang banyak digunakan pada industri kimia sintetis, khususnya untuk reaksi Friedel-Crafts, contohnya pada pembuatan anthraquinone dari benzene dan phosgene. Secara ilmiah aluminium chloride tidak terdapat di alam, melainkan dibuat secara sintetis. (wikipedia.org)

Dengan semakin berkembangnya corak hidup manusia maka penggunaan metode reaksi Friedel-Crafts juga semakin meningkat, hal ini mengakibatkan kebutuhan aluminium chloride di dunia juga semakin meningkat, mengingat aluminium chloride merupakan katalis yang sering digunakan pada reaksi Friedel-Crafts tersebut.

Pembuatan aluminium chloride dengan cara chlorinasi bahan mengandung aluminium telah diteliti dan telah digunakan lebih dari 50 tahun. Pada tahun 1913 sampai 1938 Thomas telah mendaftarkan 56 paten dengan beberapa aspek proses pembuatan. Pada tahun 1920 sampai 1960 Gulf Oil Company memproduksi aluminium chloride dari kalsinasi bauxite dan coke. Bahan baku dikalsinasi pada suhu 825C dan kemudian diumpankan ke dalam reaktor, dimana chlorine dan

Industri aluminium chloride di Indonesia mempunyai perkembangan yang stabil, hal ini dapat dilihat dengan berkembangnya industri kimia, terutama kebutuhan katalis pada industri kimia proses contohnya industri petrokimia yang menghasilkan produk alkyl benzene, ethyl benzene, alkyl aryl ketone serta ethyl chloride. Aluminium chloride juga digunakan pada industri farmasi, industri tekstil, industri kimia organik, industri pengolahan karet, dan industri minyak pelumas (chemicalland21). Maka pendirian pabrik aluminium chloride di Indonesia mempunyai peluang investasi yang menjanjikan dan mempunyai profitabilitas yang cukup tinggi.

I.2. Manfaat

I.3. Aspek Ekonomi

Aluminium chloride mempunyai kegunaan yang luas pada bidang industri dan merupakan katalis utama pada beberapa industri kimia proses. Penggunaan katalis yang efektif dan efisien telah menjadi tren dengan makin maraknya penggunaan katalis an-organik. Harga aluminium chloride juga cukup tinggi di pasaran jika dibandingkan dengan jenis katalis lainnya lainnya hal ini menunjukkan produksi aluminium chloride memiliki prospek yang menguntungkan dan mampu bersaing dengan produk katalis lainnya.

Aluminium chloride sangat penting dalam industri kimia proses baik dibidang farmasi, minyak pelumas, maupun tekstil. Data kebutuhan dari Departemen Perindustrian dan Perdagangan tahun 2005-2011 terlihat pada table I.1, sehingga kebutuhan pada tahun 2013 dapat ditentukan dengan metode regresi linier dan penentuan prediksi kapasitas produksi dapat direncanakan.

Tabel I.1. Data Kebutuhan Aluminium chloride di Indonesia

Tahun Kebutuhan (ton/th)

2005 12.778

2006 18.220

2007 21.650

2008 24.350

2009 28.355

2010 34.550

2011 40.750

Digunakan metode Regresi Linier (Peters : 760), dengan persamaan : y = ab(xx)

Dengan : a = y (rata-rata harga y : kapasitas) x = rata-rata harga x : (tahun)

b =

 

n x x

n y x y x

2 2

i i

  

   

(n = jumlah data) (x = tahun)

Didapat : a = 25807,57

b =





7 14.056 28.224.476

7 568 2.539.258. 5

362.874.50

2

 

= 4402,893

Persamaa linier : y = 25.807,57+ 4402,893 (x - 2.007)

Pabrik direncanakan berproduksi pada tahun 2015 dengan masa konstruksi selama 2 tahun, maka x = 2015 , sehingga didapat kebutuhan pada tahun 2015,

y = 21.071 + 3.728 (2015 - 2.007) = 56.627,82 ton/th

Untuk kapasitas pabrik terpasang direncanakan digunakan 50% dari kapasitas perhitungan, maka kapasitas produksi terpasang = 50% x 55.000 ton/th

Kapasitas produksi = 27.500 ton/th / 330 hari/th  83 ton/hari

I.4. Sifat Bahan Baku dan Produk

Bahan Baku :

I.4.A. Aluminium metal (Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7ed)

Nama Lain : aluminium scrap

Rumus Molekul : Al (komponen utama)

Rumus Bangun : Al

Berat Molekul : 27

Warna : perak

Bau : tidak berbau

Bentuk : powder

Specific gravity : 2,700

Melting point : 660C

Boiling point : 2056C

Solubility, Cold Water : tidak larut Solubility, Hot Water : tidak larut Komposisi aluminium scrap : (PT. Alumindo Perkasa)

Komponen %berat

Al 99,996%

Fe2O3 0,002% SiO2 0,001%

Na2O 0,001%

I.4.B. Chlorine (Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7ed)

Nama Lain : Dichlorine, Molecular Chlorine Rumus Molekul : Cl2 (komponen utama)

Rumus Bangun : Cl – Cl

Berat Molekul : 71

Warna : kuning kehijauan

Bau : berbau tajam

Bentuk : gas (liquifying)

Specific gravity : 1,560

Melting point : -101,6C (1 atm)

Boiling point : -34,6C (1 atm)

Solubility, Cold Water : 1,46 kg/100 kgH2O (H2O=0C)

Solubility, Hot Water : 0,57 kg/100 kgH2O (H2O=30C)

Komposisi Chlorine : (PT. Industri Soda Indonesia)

Komponen % Berat

Cl2 99,80%

H2O2 0,20%

Produk :

I.4.C. Aluminium Chloride (Chemicalland21, Wikipedia, Perry 7ed)

Nama Lain : Aluminium Trichloride

Rumus Molekul : AlCl3 (komponen utama)

Rumus Bangun :

Berat Molekul : 133,5

Warna : putih

Bau : tidak berbau

Bentuk : powder

Specific gravity : 2,440

Melting point : 194C

Boiling point : 182,7C (terdekomposisi) Solubility, Cold Water : 69,87 kg/100 kg H2O

Solubility, Hot Water : 100 kg/100 kg H2O

Komposisi Aluminium Chloride teknis : (PT.Justus Kimiaraya)

Kadar aluminium chloride dalam produk = minimal 98% Kadar air dalam produk = maksimum 1%

Cl

Cl Al

II.1. Tinjauan Proses

Pada dasarnya pembuatan aluminium chloride dapat dilakukan dengan dua

cara yang berbeda, akan tetapi proses yang dijalankan adalah sama, yaitu chlorinasi.

Perbedaan yang utama adalah dari penggunaan bahan baku pada proses tersebut. Secara garis besar pembuatan aluminium chloide dapat dibedakan menajadi :

1. Pembuatan Aluminium Chloride dari Aluminium Metal dan Chlorine

2. Pembuatan Aluminium Chloride dari Bauxite dan Chlorine

Pada proses chlorinasi aluminium metal ini, dapat dibagi menjadi 3 tahap utama, secara ringkas aliran proses yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut :

1. Tahap Chlorinasi

Pada tahap ini scrap aluminium metal diumpankan kedalam sebuah furnace

sampai dengan meleleh (melting point = 660 C). Gas chlorine dihembuskan ke

dalam furnace sehingga terjadi kontak dengan aluminium dan membentuk aluminium chloride. Produk aluminium chloride yang keluar pada bagian atas dari

furnace masih berbentuk gas karena boiling pointmya adalah 182.7 C.

2. Tahap Kondensasi

Uap aluminium chloride dari furnace kemudian dikondensasikan pada alat

air-cooled iron condenser, dimana suhu sublimasi aluminium chloride adalah 178 C.

Produk dari condenser kemudian dikemas sebagai produk akhir.

3. Tahap Absorbsi

Dengan ketentuan tentang rate dari chlorine, yaitu tidak ada chlorine yang

terkandung pada produk gas dari furnace. Akan tetapi untuk mencegah terjadi

hal-hal yang tidak diinginkan, maka diasumsikan terdapat gas chlorine yang tidak bereaksi membentuk aluminium chlorine. Dalam hal ini sebuah absorber

II.1.B. Pembuatan Aluminium Chloride dari Bauxite dan Chlorine

Pada proses chlorinasi bauxite ini, dapat dibagi menjadi 3 tahap utama, secara

ringkas aliran proses yang terjadi dapat dijelaskan sebagai berikut : 1. Tahap Briquetting

Pada tahap ini pertama-tama bauxite (58 % Al2O3) dikalsinasi pada sebuah rotary

kiln pada suhu 1800 F untuk memisahkan komponen combine water yang ada

pada bauxite. Bauxite produk dari kiln, kemudian dicampur dengan coke pada

sebuah mixer dengan kebutuhan coke 1/2 – 1/3 dari berat bauxite. Campuran bahan kemudian dihaluskan pada pulveriser. Bahan yang sudah halus (powder)

mesin briquette kemudian di re-kalsinasi pada rotary kiln ke-2 untuk memperoleh kadar karbon dalam briquette sebesar 18 persen.

2. Tahap Chlorinasi

Briquette panas produk kiln ke-2 diumpankan kedalam vertikal shaft kiln untuk

proses chlorinasi. Pada vertikal shaft kiln, udara panas dihembuskan pada bagian

bawah vertikal shaft kiln sehingga panas sistem mencapai 1600 F dengan waktu

sekitar 15 menit. Udara panas dihentikan untuk kemudian diumpankan gas

chlorine dari bagian atas vertikal shaft kiln sampai semua alumina terkonversi menjadi aluminium chloride dengan waktu 8 sampai 10 jam.

3. Tahap Kondensasi

Produk aluminium chloride dari vertikal shaft kiln berbentuk gas, sehingga perlu

dilakukan sublimasi pada sebuah condenser. Sebelum diumpankan ke condenser, uap aluminium chloride didinginkan terlebih dahulu pada sebuah cooler. Produk

II.2. Seleksi Proses Dan Uraian Proses

II.2.A. Seleksi Proses

Dari uraian proses yang telah diketengahkan, maka dapat ditabelkan

perbedaan dan persamaan dari proses tersebut diatas, adapun tabel tersebut sebagai berikut :

Pembatas

Nama Proses

Chlorinasi Aluminium Metal Chlorinasi Bauxite

Bahan Baku Alumunium dan Chlorine Bauxite, Coke, Chlorine, Asphalt

Pengendalian bahan

baku utama biasa khusus (briquetting)

Chlorinator Electric Furnace Vertical Shaft Kiln

Suhu Chlorinasi 660 oC 982.23 oC

Peralatan sedikit lengkap

Kapasitas pabrik 500 – 12000 ton/tahun 7000 – 13000 ton/tahun Maintenance furnace lebih mahal shaft kiln lebih murah sumber : Keyes ,p.70-73

Dari tabel diatas, dipilih proses pembuatan aluminium chloride dari aluminium scrap dan chlorine, dengan faktor – faktor :

1. Bahan baku lebih mudah didapat. (Banyak di pasaran)

2. Suhu operasi lebih rendah. (660C)

II.2.B. Uraian Proses

Pembuatan aluminium chloride dengan proses chlorinasi aluminium dapat

dibagi menjadi tiga unit utama :

A. Unit Pengendalian Bahan Baku (Kode Unit : 100)

B. Unit Proses (Kode Unit : 200)

C. Unit Pengendalian Produk (Kode Unit : 300)

Secara singkat dapat dijelaskan sebagai berikut :

Pertama-tama aluminium scrap dari gudang 110 diumpankan pada bin

F-113 dengan belt conveyor J-111 dan bucket elevator J-112. Dari silo F-F-113, aluminium scrap kemudian diumpankan ke electric furnacce Q-210. Pada electric

furnace Q-210, aluminium scrap dipanaskan sampai dengan suhu 660C pada

tekanan 1 atm (tekanan atmosfer), sehingga meleleh. Setelah aluminium meleleh,

kemudian gas chlorine dari F-120 dihembuskan ke electric furnace berdasarkan

perbedaan tekanan pada saat keluar dari reducing valve (K). Pada electric furnace terjadi chlorinasi aluminium membentuk aluminium chloride.

Reaksi yang terjadi : (Keyes : 70)

2 Al (L) + 3 Cl2 (G)  2 AlCl3 (G)

Produk reaksi berupa gas aluminium chloride dan impuritisnya kemudian dialirkan ke exchanger E-211 yang berfungsi sebagai penukar panas, sehingga suhu gas keluar

turun menjadi 220C sedangkan panas yang hilang dimanfaatkan untuk mengolah air

Gas aluminium chloride kemudian dikondensasi pada condenser E-220 pada

suhu 180C (titik didih aluminium chloride = 182,7C) dengan mengalirkan air

pendingin. Kondensat aluminium chloride kemudian ditampung pada tangki kondensat F-230, sedangkan gas yang tidak terkondensasi kemudian dialirkan ke

scrubber D-221 untuk proses penyerapan. Pada scrubber D-221, campuran gas

diserap dengan air proses secara berlawanan arah sehingga gas-gas yang berbahaya terserap oleh air menjadi limbah cair, sedangkan gas yang lolos, sudah memenuhi

syarat baku mutu limbah gas untuk dibuang ke udara bebas.

Kondensat aluminium chloride dari tangki kondensat F-230, kemudian dikristalisasi pada crystallizer S-240 sehingga terbentuk kristal aluminium chloride

anhydrous. Kristal dan mother liquor kemudian difiltrasi pada centrifuge, dimana mother liquor direcycle kembali ke crystallizer, sedangkan kristal basah aluminium

chloride anhydrous dialirkan ke rotary dryer B-260 dengan screw conveyor J-252.

Pada rotary dryer B-260, terjadi proses pengeringan kristal dengan bantuan udara panas secara berlawanan arah (counter-current). Udara panas dihasilkan dari

udara bebas yang sudah disaring dan dikeringkan (dehumidifying) dihembuskan dengan blower G-262 dan dipanaskan pada heater E-263. Proses pengeringan

berlangsung dengan suhu 100C (berdasarakan titik didih air). Produk kristal

kemudian diumpankan pada cooling conveyor E-270 untuk proses pendinginan

sampai suhu kamar (32C), sedangkan udara panas dan padatan terikut keluar dari

dryer kemudian dipisahkan pada cyclone H-261, dimana udara panas dibuang ke

Kristal aluminium chloride anhydrous yang sudah dingin, kemudian diumpankan ke ball mill C-280 dengan bucket elevator J-271 untuk proses

penghalusan. Pada ball mill, kristal aluminium chloride anhydrous dihaluskan sampai

ukuran 100 mesh dan kemudian disaring pada screen H-281. Kristal yang tidak lolos ayak kemudian direcycle ke ball mill dengan belt conveyor J-282, sedangkan kristal

aluminium chloride anhydrous 100 mesh , kemudian ditampung pada silo F-320

BAB III

NERACA MASSA

Kapasitas produksi = 27.500 ton/tahun

Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun Satuan massa = kilogram / jam

1. ELECTRIC FURNACE ( Q - 210 )

Komponen Masuk (Kg/jam) Komponen Keluar (Kg/jam) Dari Silo Campuran gas ke Condenser Al

= 816.8173 AlCl3

= 4038.7079

Fe2O3 = 0.0163 FeCl3

= 0.0332

SiO2 = 0.0082 SiCl4

= 0.0231

Na2O = 0.0082 NaCl

= 0.0154

816.8500 O2

= 0.0114

Cl2

= 38.9242 Gas Chlorine dari F - 120 H2O

= 6.5348

Cl2

= 3260.8652

4084.2500

O2

= 6.5348

2. CONDENSER ( E - 220 )

Komponen Masuk (Kg/jam) Komponen Keluar (Kg/jam) Campuran Gas dari Furnace Campuran gas ke Scrubber

AlCl3 = 4038.7079

SiCl4 = 0.0231

FeCl3 = 0.0332

O2 = 0.0114

SiCl4 = 0.0231

Cl2 = 38.9242

NaCl = 0.0154

H2O = 6.5348

O2 = 0.0114

45.4935

Cl2 = 38.9242

H2O = 6.5348 Campuran gas ke Crystallizer

4084.2500

AlCl3 = 4038.7079

FeCl3 = 0.0332

NaCl = 0.0154

4038.7565 4084.2500 4084.2500

3. SCRUBBER ( D - 221 )

Komponen Masuk (Kg/jam) Komponen Keluar (Kg/jam) Campuran gas dari E - 220 Limbah gas ke udara bebas

SiCl4 = 0.0231

SiCl4 = 0.0231

O2 = 0.0114

Cl2 = 0.0389

Cl2 = 38.9242

H2O = 1.3070

H2O = 6.5348

1.3690 45.4935

Ke pengolahan limbah cair Air proses dari utilitas

O2 = 0.0114

H20 = 6904.3461

Cl2 = 38.8853

H2O = 6909.5739

4. CRYSTALLIZER ( S - 240 )

Komponen Masuk (Kg/jam) Komponen Keluar (Kg/jam) Dari Condenser Ke centrifuge

AlCl3 = 3846.8693 Kristal

FeCl3 = 0.0316 AlCl3 = 3836.7725

NaCl = 0.0147 FeCl3 = 0.0315

3846.9156 NaCl = 0.0146

Recycle 3836.8187

AlCl3 = 191.8386 Mother Liquor

FeCl3 = 0.0016 AlCl3 = 201.9354

NaCl = 0.0007 FeCl3 = 0.0017

191.8409 NaCl = 0.0008

201.9378

4038.7565 4038.7565

5. CENTRIFUGE ( H - 250 )

Komponen Masuk (Kg/jam) Komponen Keluar (Kg/jam) Bahan masuk Dari Crystallizer Produk ke Rotary Dryer Kristal

AlCl3 = 3655.0306

AlCl3 = 3836.7725 FeCl3 = 0.0300

FeCl3 = 0.0315 NaCl = 0.0140

NaCl = 0.0146 3655.0746

3836.8187 Produk kembali ke Crystallizaer Mother Liquor

AlCl3 = 191.8386

AlCl3 = 201.9354 FeCl3 = 0.0016

FeCl3 = 0.0017 NaCl = 0.0007

NaCl = 0.0008 191.8409

201.9378 Ke pengolahan

Dari Utilitas

Air bekas pencuci = 2378.8276 Air Pencuci = 2186.986639

6. ROTARY DRYER ( B - 260 )

Komponen Masuk (Kg/jam) Komponen Keluar (Kg/jam) Dari Centrifuge Ke Cooling Conveyor AlCl3 = 3655.0306 AlCl3 = 3651.3756

FeCl3 = 0.0300 FeCl3 = 0.0300

NaCl = 0.0140 NaCl = 0.0139

3655.0746 3651.4195

Ke Cyclone

AlCl3 = 3.6550

FeCl3 = 0.000030

NaCl = 0.000014

3.6551

3655.0746 3655.0746

7. CYCLONE ( H - 261 )

Komponen Masuk (Kg/jam) Komponen Keluar (Kg/jam) Dari Rotary dryer Ke Cooling conveyor

AlCl3 = 3.6550 AlCl3 = 3.6185

FeCl3 = 0.0000 FeCl3 = 0.0000

NaCl = 0.0000 NaCl = 0.0000

3.6551 3.6185

Ke Udara bebas

AlCl3 = 0.036550

FeCl3 = 0.000000

NaCl = 0.000000

0.036551

8. COOLING CONVEYOR ( E - 270 )

Komponen Masuk (Kg/jam) Komponen Keluar (Kg/jam)

Dari Rotary dryer

Ke Ball

Mill

AlCl3 = 3651.3756 AlCl3 = 3654.9941

FeCl3 = 0.0300 FeCl3 = 0.0300

NaCl = 0.0139 NaCl = 0.0140

3651.4195 3655.0381

Dari

cyclone

AlCl3 = 3.6185

FeCl3 = 0.00003

NaCl = 0.00001

3.6185

3655.0381 3655.0381

9. BALL MILL ( C - 280 )

Komponen Masuk (Kg/jam) Komponen Keluar (Kg/jam) Fresh feed dari Cooling conveyor Ke Screen

AlCl3 = 3472.2444 AlCl3 = 3654.9941

FeCl3 = 0.0285 FeCl3 = 0.0300

NaCl = 0.0133 NaCl = 0.0140

3472.2862 3655.0381

Recycle

AlCl3 = 182.7497

FeCl3 = 0.0015

NaCl = 0.0007

182.7519

10. SCREEN ( H - 281 )

Komponen Masuk (Kg/jam) Komponen Keluar (Kg/jam) Dari Ball

Mill Produk

AlCl3 = 3654.9941 AlCl3 = 3472.2444

FeCl3 = 0.0300 FeCl3 = 0.0285

NaCl = 0.0140 NaCl = 0.0133

3655.0381 3472.2862

Recycle

AlCl3 = 182.7497

FeCl3 = 0.0015

NaCl = 0.0007

182.7519

Kapasitas produksi = 27.500 ton/tahun

Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun Satuan massa = kilogram / jam

Satuan panas = kilokalori / jam

1. ELECTRIC FURNACE ( Q - 210 )

Komponen Masuk (Kkal) Komponen Keluar (Kkal) Dari Silo Campuran gas ke Condenser

Al = 872.4904 AlCl3 = 585684.7486

Fe2O3 = 0.0005 FeCl3 = 10.3185

SiO2 = 0.0080 SiCl4 = 3.7360

Na2O = 0.0108 NaCl = 2.2380

872.5097 O2 = 1.8043

Cl2 = 3002.4759

Gas Chlorine dari F - 120 H2O = 2043.7257

Cl2 = 5822.0980 590749.0470

O2 = 45.6946

5867.7926 ΔH Reaksi = 7378716.8034

Q supply = 7962725.5480

2. COOLER ( E - 221 )

Komponen Masuk (Kkal) Komponen Keluar (Kkal) Campuran gas ke

Condenser

Campuran gas ke Condenser

AlCl3 = 84935287.1346 AlCl3

= 20812643.1582

FeCl3 = 1290.2933 FeCl3

= 396.2318

SiCl4

= 452.1410 SiCl4

= 138.8464

NaCl

= 324.9409 NaCl

= 92.8918

O2

= 286.4299 O2

= 87.9588

Cl2

= 231601.9075 Cl2

= 70105.9092

H2O

= 639168.9599 H2O

= 188045.9677 85808411.8070 21071510.9640 Pendingin = 16160718.9383 Pendingin = 80897619.7813

101969130.7453 101969130.7453

3. CONDENSER ( E - 220 )

Komponen Masuk (Kkal) Komponen Keluar (Kkal)

Campuran gas dari Cooler Ke Scrubber

AlCl3 = 20812643.1582 SiCl4

= 0.6837

FeCl3 = 396.2318 O2

= 0.4606

SiCl4

= 138.8464 Cl2

= 721.4672

NaCl

= 92.8918 H2O

= 483.9352

O2

= 87.9588

1206.5467

Cl2

= 70105.9092 Ke Crystallizer

H2O

= 188045.9677 AlCl3

= 111451.6228

21071510.9640 FeCl3

= 2.9612

NaCl

= 0.5051

111455.0891

4. SCRUBBER ( D - 221 )

Komponen Masuk (Kkal) Komponen Keluar (Kkal) Campuran gas dari E - 220 Limbah gas ke udara bebas

SiCl4 = 0.6837 SiCl4 = 3.0877E-08

O2 = 0.4606 Cl2 = 0.0324

Cl2 = 721.4672 H2O = 4.2629

H2O = 483.9352

4.2953

1206.5467

Ke pengolahan limbah cair Air proses dari utilitas

O2 = 0.3731

H20 = 289505.0975 Cl2 = 1949.1944

H2O = 414670.9170

416620.4845

ΔHs

= 139354.2483 Qloss = 13441.1127 430065.8925 430065.8925

5. CRYSTALLIZER ( S - 240 )

Komponen Masuk (Kg/jam) Komponen Keluar (Kg/jam) Dari Condenser Ke centrifuge

AlCl3 = 106157.6707 Kristal

FeCl3 = 0.9648 AlCl3 = 87494.1212

NaCl = 0.4811 FeCl3 = 0.8070

106159.1166 NaCl = 0.4008

Recycle 87495.3290

AlCl3 = 4374.7061 Mother Liquor

FeCl3 = 0.0404 AlCl3 = 6135.1665

NaCl = 0.0200 FeCl3 = 0.0425

4374.7664 NaCl = 0.0211

6135.2301

Q kristalisasi

6. ROTARY DRYER ( B - 260 )

Komponen Masuk (Kg/jam) Komponen Keluar (Kg/jam) Dari Centrifuge Ke Cooling Conveyor AlCl3 = 83349.6628 AlCl3 = 97225.2552

FeCl3 = 0.7688 FeCl3 = 0.8862

NaCl = 0.3818 NaCl = 0.4416

83350.8134 97226.5830

Ke Cyclone

Udara panas dari utilitas AlCl3 = 121.8543 Udara panas = 1889243.7055 FeCl3 = 0.0011

NaCl = 0.0005

Udara panas = 1870384.7508

1870506.6067

Qloss = 4861.3292

1972594.5189 1972594.5189

7. HEATER ( E - 263 )

Komponen Masuk (kkal) Komponen Keluar (Kkal)

H dari udara bebas

Ke Rotary Dryer

udara panas +uap air = 26956.9289

udara panas

+uap air = 1889243.7055

Q supply

= 1960301.8701 Qloss

8. COOLING CONVEYOR ( E - 270 )

Komponen Masuk (Kg/jam) Komponen Keluar (Kg/jam) Dari Rotary dryer Ke Ball Mill AlCl3 = 97225.2552 AlCl3 = 2966.1662

FeCl3 = 0.8862 FeCl3 = 0.0296

NaCl = 0.4416 NaCl = 0.0144

97226.5830 2966.2101

Dari

cyclone

Qtersera

p = 94381.0095

AlCl3 = 120.6350

FeCl3 = 0.0011

NaCl = 0.0005

120.6366

Kapasitas produksi = 27.500 ton/tahun

Waktu operasi = 24 jam / hari ; 330 hari / tahun Satuan massa = kilogram / jam

Satuan panas = kilokalori / jam

1. ALUMINIUM SCRAP STOCK PILE ( F - 110 )

Fungsi : Menampung aluminium scrap dari supplier Dasar Pemilihan : Bahan berbentuk solid , tidak hygroskopis.

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure) - Suhu = 30C (suhu kamar)

- Waktu penyimpanan = 30 hari

Stock pile (gudang) berbentuk persegi panjang terbuat dari beton. Spesifikasi :

Kapasitas : 7683.4852 m3

Bentuk : empat persegi panjang Ukuran : Panjang = 10,2847 m

Bahan konstuksi : Beton Jumlah : 1 buah

2. BELT CONVEYOR - 1 ( J - 111 )

Fungsi : memindahkan bahan dari F-110 ke J-112

Type : Troughed belt conveyor with rolls of equal length Dasar pemilihan : dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan bahan

Spesifikasi :

Kapasitas : 980,22Kg/jam Belt - width : 14 in

- trough width : 9 in - skirt seal : 2 in Belt speed : 31 m/min Panjang : 82,021 ft Sudut elevasi : 20 o

Power : 0,04 Hp

Jumlah : 1 buah

3. BUCKET ELEVATOR - 1 ( J - 112 )

Fungsi : memindahkan bahan padat dari J-111 ke silo F-113 Type : Continuous Discharge Bucket Elevator

Dasar pemilihan : untuk memindahkan bahan dengan ketinggian tertentu

Masuk

Keluar

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum = 14 ton/jam

Ukuran = 6 in x 4 in x 4 ¼ in Bucket Spacing = 12 in

Tinggi Elevator = 20 ft Ukuran Feed (maximum) = ¾ in

Bucket Speed = (0,6 / 14) x 225 ft/mnt = 2 ft/menit Putaran Head Shaft = (0,6 / 14) x 43 rpm = 7 rpm

Lebar Belt = 7 in

Power total = 3 hp

Alat pembantu = Hopper Chute (pengumpan)

Jumlah = 1 buah

4. BIN ALUMINIUM SCRAP ( F - 113 )

Fungsi : Menampung aluminium scrap untuk 8 jam proses. Type : silinder tegak dengan tutup atas datar dan bawah conis Dasar pemilihan : umum digunakan untuk menampung padatan

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure) - Suhu = suhu kamar

- Waktu penyimpanan = 8 jam proses

Spesifikasi :

Volume : 70 cuft = 2 m3 Diameter : 3 ft

Tinggi : 9 ft

Tebal shell : 3/16 in

inlet

Tebal tutup atas : 3/16 in Tebal tutup bawah : 3/16 in

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-283 grade C (Brownell : 253)

Jumlah : 1 buah

5. TANGKI GAS CHLORINE ( F - 120 )

Fungsi : menampung gas chlorine dalam bentuk liquid Type : silinder horizontal dengan tutup dished

Dasar Pemilihan : efisien untuk penyimpanan dengan tekanan tinggi. Kondisi Operasi : - Tekanan = 6,8 atm (vapor pressure)

- Suhu = 30C (suhu kamar) - Waktu penyimpanan = 7 hari

Spesifikasi :

Volume : 14438 cuft = 409 M3 Tekanan : 6,8 atm gauge

Diameter : 19 ft Panjang : 57 ft Tebal shell : 1 ½ in Tebal tutup : 1 ½ in

Bahan konstruksi : Carbon steel SA-212 grade B (Brownell : 276)

Jumlah : 4 buah

6. ELECTRIC FURNACE ( Q - 210 )

Fungsi : Chlorinasi aluminium metal menjadi aluminium chloride. Type : HTE-2020-30 (MIFCO Industrial Furnace Co.)

Masuk

Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 4 atm (tekanan furnace) * Suhu operasi = 660oC (Keyes : 70)

* Waktu kontak = 15 menit (Keyes : 71)

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum = 2500 lb/mnt

Temperature = maksimum 1982C (3600F) Listrik = 240 – 480 Volts ; 3 phase Watt Density = 11 W/in2 heating elemen

Diameter = 55 in

Lebar = 40 in

Tinggi = 72 in

Isolasi = Ceramic Refractory Tebal isolasi = 4 ½ in

Bahan konstruksi = Heavy Steel Plate Fabricated Furnace

Jumlah = 1 buah

7. EXCHANGER ( E - 211 )

Fungsi : Mendinginkan bahan dari suhu 660C menjadi suhu 220C Type : 1 – 2 Shell and Tube Heat Exchanger (Fixed Tube)

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (tekanan atmosfer) - Suhu = 220C (berdasarkan AlCl3)

- Sistem kerja= kontinyu

Spesifikasi :

Tube : OD = ¾ in ; 16 BWG Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square Jumlah Tube , Nt = 166

Passes = 2

Shell : ID = 17,25 in

Passes = 1

Heat Exchanger Area , A = 521,4 ft2 = 49 m2

Jumlah exchanger = 1 buah

8. CONDENSER ( E - 220 )

Fungsi : Mengkondensasi uap aluminium chloride

Dimensi shell :

Diameter shell, inside : 4 ft Tinggi shell : 12 ft

Tebal shell : 3/16 in

Dimensi tutup :

Tebal tutup atas (dished) : 3/16 in Tinggi tutup atas : 0.55 ft Tebal tutup bawah (dished) : 3/16 in Tinggi tutup bawah : 0.55 ft Coil pendingin:

Ukuran nominal : ¼ in standart IPS sch.40 Panjang helical : 3 ft

Jumlah lilitan : 28 lilitan

Tinggi coil : 4.6 ft

Bahan konstruksi : stainless steel 316 (Perry 7ed,T.28-11) Jumlah condenser : 1 buah

9. SCRUBBER ( D - 221 )

Perhitungan dan penjelasan pada Bab VI Perencanaan Alat Utama

10. TANGKI KONDENSAT ( F - 230 )

Fungsi : menampung kondensat aluminium chloride

Type : silinder tegak , tutup bawah datar dan tutup atas dish Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk liquid pada tekanan atmospheric Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure)

- Suhu = 30C (suhu kamar) - Waktu penyimpanan = 1 hari

Masuk

Spesifikasi :

Volume : 1140 cuft = 33 M3 Diameter : 11 ft

Tinggi : 11 ft Tebal shell : 3/16 in Tebal tutup atas : 3/16 in Tebal tutup bawah : ¼ in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11) Jumlah : 1 buah

11. POMPA - 1 ( L - 231 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari F-230 ke S-240 Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan bahan liquid.

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 4,60 gpm Total DynamicHead : 30,23 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 80%

12. CRYSTALLIZER ( S - 240 )

Fungsi : Kristalisasi larutan aluminium chloride dengan pendinginan. Type : Swenson-Walker Crystallizer

Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk kristalisasi dengan pendinginan

Spesifikasi :

Kapasitas : 55 cuft Diameter : 3,8 ft Panjang : 12,7 ft Luas Cooling Area : 67 ft2/ft3

Power : 1 hp

Jumlah : 2 buah (1 buah standby running)

13. CENTRIFUGE ( H - 250 )

Fungsi : Memisahkan cake dan filtrat

Spesifikasi :

Bahan : Carbon Steel

Kapasitas maksimum : 10 gpm Diameter Bowl : 7 in

Speed : 12000 rpm

Maximum Centrifugal Force : 14300 lbf/ft2 Power Motor : 0,4 Hp

Jumlah : 1 buah (automatic continuous discharge cake)

14. POMPA - 2 ( L - 251 )

Fungsi : Memindahkan bahan dari H-250 ke S-240 Type : Centrifugal Pump

Dasar Pemilihan : sesuai untuk viskositas < 10 cP dan bahan liquid.

Spesifikasi :

Rate Volumetrik : 0,10 gpm Total DynamicHead : 33,90 ft.lbf/lbm

Effisiensi motor : 80%

15. SCREW CONVEYOR ( J - 252 )

Fungsi : memindahkan bahan dari H-250 ke B-260 Type : Plain spouts or chutes

Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan dengan sistem tertutup

Spesifikasi :

Kapasitas : 37 cuft/jam Panjang : 30 ft Diameter : 6 in Kecepatan putaran : 26 rpm Power : 1,0 hp Jumlah : 1 buah

16. ROTARY DRYER ( B - 260 )

Fungsi : mengeringkan bahan dengan bantuan udara panas Type : Rotary Drum

Dasar pemilihan : sesuai untuk pengeringan padatan

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure) - Suhu = 100C (berdasarkan titik didih air)

- Waktu proses= Waktu melewati (time of passes)

Spesifikasi :

INLET

OUTLET Tampak

Depan

Kapasitas : 2529,6629 kg/jam Isolasi : Batu isolasi Diameter : 0,9 m

Panjang : 4 m

Tebal isolasi : 4 in Tebal shell : 3/16 in Tinggi bahan : 0,443 ft Sudut rotary : 1

Time of passes : 15 menit Jumlah flight : 6 buah

Power : 9 hp

Jumlah : 1 buah 17. CYCLONE ( H - 261 )

Fungsi : untuk memisahkan padatan yang terikut udara Type : Van Tongeren Cyclone

Dasar pemilihan : efektif dan sesuai dengan jenis bahan

Spesifikasi :

Kapasitas : 132,092 cuft/dt

Bc

Hc Gas

in

De Sc

Lc

Dc

Zc

Jc Dust Out

Gas Out

Bc = 1/4 Dc De = 1/2 Dc Hc = 1/2 Dc Lc = 2 Dc Sc = 1/8 Dc Zc = 2 Dc Jc = 1/4 Dc

Perry 6ed ; Figure. 20-106

Tampak Atas

Tebal shell : 3/16 in Tebal Tutup atas : 3/16 in Tebal Tutup bawah : 3/16 in Jumlah : 1 buah

18. BLOWER ( G - 262 )

Fungsi : memindahkan gas dari udara bebas ke B-260 Type : Centrifugal Blower

Dasar Pemilihan : Sesuai dengan jenis bahan , efisiensi tinggi.

Spesifikasi :

Bahan : Commercial Steel Rate Volumetrik : 3203 cuft/menit Adiabatic Head : 15000 ft.lbf/lbm gas Effisiensi motor : 80%

Power : 63 hp

Jumlah : 1 buah

19. HEATER ( E - 263 )

Fungsi : Memanaskan udara dari suhu 30C menjadi suhu 120C Type : 1 – 2 Shell and Tube Heat Exchanger (Fixed Tube) Dasar Pemilihan : Umum digunakan dan mempunyai range perpindahan

panas yang besar.

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure) - Suhu = 120C (berdasarkan suhu dryer)

- Sistem kerja= kontinyu Masuk

Keluar

Masuk

Spesifikasi :

Tube : OD = ¾ in ; 16 BWG Panjang = 16 ft

Pitch = 1 in square Jumlah Tube , Nt = 90

Passes = 2

Shell : ID = 13,25 in

Passes = 1

Bahan konstruksi shell = Carbon steel Heat Exchanger Area , A = 282,7 ft2 = 27 m2

Jumlah exchanger = 1 buah

20. COOLING CONVEYOR ( E - 270 )

Fungsi : Mendinginkan bahan sampai dengan 32C Type : Plain spouts or chutes

Dasar pemilihan : Umum digunakan untuk padatan dengan sistem tertutup

Spesifikasi :

Kapasitas : 37 cuft/jam Panjang : 70 ft Diameter : 6 in Kecepatan putaran : 26 rpm Tebal jaket standar : 2 in Power : 2,0 hp Jumlah : 1 buah

INLET

OUTLET Tampak

Depan

Tampak Samping

21. BUCKET ELEVATOR - 2 ( J - 271 )

Fungsi : memindahkan bahan padat dari E-270 ke C-280 Type : Continuous Discharge Bucket Elevator

Dasar pemilihan : untuk memindahkan bahan dengan ketinggian tertentu

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum = 14 ton/jam

Ukuran = 6 in x 4 in x 4 ¼ in Bucket Spacing = 12 in

Tinggi Elevator = 66 ft Ukuran Feed (maximum) = ¾ in

Bucket Speed = (2,6 / 14) x 225 ft/mnt = 42 ft/menit Putaran Head Shaft = (2,6 / 14) x 43 rpm = 8 rpm

Lebar Belt = 7 in

Power total = 4 hp

Alat pembantu = Hopper Chute (pengumpan)

Jumlah = 1 buah

22. BALL MILL ( C - 280 )

Kondisi operasi : Tekanan operasi = 1 atm (atmospheric pressure) Suhu operasi = Suhu kamar

Waktu proses = Continuous

Spesifikasi :

Sieve number : No. 100 Kapasitas maksimum : 105 ton/hari Ukuran ball mill : 6 ft x 4,5 ft Mill Speed : 24 rpm

Power : 85 hp

Bola Baja : - Ball charge : 8,9 ton

- Ukuran bola baja : 5” , 3 ½ “ , 2 ½ “

- Jumlah bola 5” : 577 buah

- Jumlah bola 3½“ : 1682 buah

- Jumlah bola 2½“ : 4615 buah

Jumlah ball mill : 1 buah

23. SCREEN ( H - 281 )

Fungsi : Menyaring produk dari ball mill. Type : Vibrating Screen

Spesifikasi :

Kapasitas : 6,0 ton/jam Speed : 50 vibration/dt

Power : 3 Hp (Peter’s 4ed;p.567) Ty Equivalent design : 100 mesh

Sieve No. : 100

Sieve design : standard 149 micron Sieve opening : 0,149 mm

Ukuran kawat : 0,110 mm Effisiensi : 99,73 % Jumlah : 1 buah

24. BELT CONVEYOR - 2 ( J - 282 )

Fungsi : memindahkan bahan dari H-281 ke C-280

Type : Troughed belt conveyor with rolls of equal length Dasar pemilihan : dipilih conveyor jenis belt sesuai dengan bahan

Spesifikasi :

Kapasitas maksimum : 32 ton/jam Belt - width : 14 in

- trough width : 9 in - skirt seal : 2 in

Masuk

Keluar

Belt speed : (0,2 / 32) x 100 ft/mnt = 0,7 ft/min Panjang : 51 ft

Sudut elevasi : 11,3 o

Power : 4 Hp

Jumlah : 1 buah

25. SILO ALUMINIUM CHLORIDE ANHYDROUS ( F - 310 )

Fungsi : Menampung produk aluminium chloride

Type : silinder tegak dengan tutup atas datar dan bawah conis Dasar pemilihan : umum digunakan untuk menampung padatan

Kondisi Operasi : - Tekanan = 1 atm (atmospheric pressure) - Suhu = suhu kamar

- Waktu penyimpanan = 7 hari proses

Spesifikasi :

Volume : 3885 cuft = 110 m3 Diameter : 12 ft

Tinggi : 36 ft

inlet

Tebal tutup atas : 3/16 in Tebal tutup bawah : 3/16 in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11)

Scrubber ( D – 221 )

fungsi : Menyerap gas dari condensor dengan bantuan air proses Type : Packing kolom

G1 : Gas masuk purge scrubber, pada T = 180 oC

Komponen Kmol kg y

SiCl4 0,0001 0,0231 0,0001

O2 0,0004 0,0114 0,0004

Cl2 0,5482 38,9240 0,6013

H2O 0,3630 6,5348 0,3982

0,9118 45,4932 1,0000

_{G2 : Gas keluar purge scrubber, pada T = 32} o

C

Outlet Gas

Inlet Liquid

Outlet Liquid Inlet GasA

Komponen Kmol kg y

SiCl4 0,0001361 0,0231 0,0019

Cl2 0,0005482 0,0389 0,0075

H2O 0,0726084 1,3070 0,9907

0,0733 1,3690 1,0000

L1 : Liq masuk purge scrubber, pada T = 30 oC

Komponen Kmol kg y

H2O 383,5723 6904,3020 1,0000

383,5723 6904,3020 1,0000

L2 : Liq keluar purge scrubber, pada T = 150,6114 oC

Komponen Kmol kg y

O2 0,0004 0,0114 0,0000009239

Cl2 0,5477 38,8850 0,0014

H2O 383,8628 6909,5298 0,9986

384,4108 6948,426 1,0000

Data - data pelengkap : Bagian atas :

ρv = BM . To . P 359 . T . Po BM campuran = Єyi . BMi

Komponen BMi yi yi . BMi

SiCl4 170 0,0019 0,3158

Cl2 71 0,0075 0,5311

H2O 18 0,9907 17,8319

1,0000 18,6788

Komposisi Berat ( kg ) Xi sg

SiCl4 0,0231 0,0006 2,44

H2O 38,9242 0,9991 2,163

38,9587 1

 campuran = 1

    0,0006 + 0,0003 + 0,9991

2,44 2,804 2,163

= 2,1633 Kg/liter

= 135,2056 lb/ft3

ρv = 18,6788 x 298 x 1 359 x 150,6 x 1

= 0,102947 lb/cuft

ρ1 = 1

Є xi / ρi

= 1

1,00 / 135,2056

= 135,2056 lb/cuft

Viskositas liquid (μ1) :

Komponen Kmol μ1 ln μ1 xi . ln μ1

H2O 383,5723 1,00 0,0000 0,00000

0,00000

. ln μ1 = 0,00000

μ1 = 1,0000

cp

PERHITUNGAN DIAMETER KOLOM BAGIAN ATAS

Perhitungan diameter tower dasar metode flooding max dari fig. 6-34 Treybal

G = 0,02314408 kg/jam = 0,0510 lb/jam

L = 1,30696 kg/jam = 2,88132402 lb/jam

= ( 0,0510 / 2,881324 ) x ( 0,1029 /

( 135,2056 - 0,102947 ) )0.5

= 0,000489

Dari fig. 6-34 Treybal diperoleh harga :

= 0,26

Jika digunakan packed jenis rashing ring dari bahan keramik berukuran 1 in maka harga :

CF = 155

Dan dengan harga J = 1,502 dan gc = 4,18E+08 maka :

(G2)2 = 0,26 x ρv

x

( ρ1 - ρv ) gc

CF x

μ1 0,1

x J

(G2)2 = 1511561825

232,81

(G2) = 2548,07462 lb/jam ft2

G Operasi = 0,7 x G2

= 1783,6522 lb/jam ft2

Maka luas penampang tower = G2 / G Operasi

= 0,0510 / 1783,6522

= 0,0000286 ft2

Diameter tower = ( 2,9,E-05 / 0,785 )

= 3,6E-05 Ft

Check ukuran packing :

D / 30 = ( 3,64E-05 x 12 ) / 30 =

1,46E-05 ft

( lebih dari ukuran packing ( OK ) )

Bagian bawah xgc v vx xJ x xC G _F ) 1 ( 1 ) 2

( 2 0.1   

ρv = BM . To . P

359 . T . Po

BM campuran = Єyi . BMi

Komponen BMi yi yi . BMi

NH3 17 0,0001 0,0025

HNO3 63 0,6013 37,8808

H2O 18 0,3982 7,1672

45,0506

ρv = 45,0506 x 298 x 4,5

359 x 180 x 1

= 0,9349 lb/cuft

ρ1 = 1

Є xi / ρi

= 1

0,0001 / 84,468 + 0,9999 / 62,43

= 62,4316 lb/cuft

Viskositas liquid (μ1) :

ln μ1 = Є xi . ln μ1

Komponen Kmol μ1 ln μ1 xi . ln μ1

HNO3 0,0004 0,89 -0,1165 -0,000041

H2O 383,8628 1,0000 0,0000 0,00000

0,000000

ln μ1 = 0,00000

μ1 = 1,0000

cp

PERHITUNGAN DIAMETER KOLOM BAGIAN BAWAH

Perhitungan diameter tower dasar metode flooding max dari fig. 6-34 Treybal

L1 = 0,02314408 kg/jam = 0,0510 lb/jam

= ( L1 / G1 ) x

= ( 0,051023 / 2,8813240 ) x ( 0,9349 /

( 62,432 - 0,9349 ) )

= 0,0022

Dari fig. 6-34 Treybal diperoleh harga :

= 0,261

Jika digunakan packed jenis rashing ring dari bahan keramik berukuran 1 in maka harga :

CF = 155

Dan dengan harga J = 1,502 dan gc = 4,18E+08 maka :

(G2)2 = 1,502 x ρv

x

( ρ1 - ρv ) gc

CF x μ1 0,1 x J

(G2)2 = 36096113064

232,81

(G2) = 12451,7216 lb/jam ft2

G Operasi = 1 x G2

= 8716,2052 lb/jam ft2

Maka luas penampang tower = G2 / G Operasi

= 2,8813 / 8716,2052

= 0,000331 ft2

Diameter tower = ( 0,000331 / 0,785 )

= 0,000421 ft

Check ukuran packing :

D / 30 = ( 4E-04 x 12 ) / 30 = 0,00016844

( lebih dari ukuran packing ( OK ) )

Dari perhitungan diatas, diameter kolom diambil rata - rata dari diameter bagian

atas dan bawah. Jadi diameter kolom adalah 0,000421 ft

PENENTUAN TINGGI SCRUBBER

xgc v vx xJ x xC G _F ) 1 ( 1 ) 2

( 2 0.1

  

H = N x HETP

HETP = D0.3 ( Ulrich pers. 4-48 )

Dimana :

N = jumlah plate = 7 buah

HETP = 13 0,3 = 2,158654

H = 7 x 2,159

= 15,11 ft

PERHITUNGAN TEBAL SHELL DAN TUTUP

Bahan yang digunakan : SA - 240 grade C type 347

dengan :

fall = 18750 psi

E = 0,85

C = 0,125 in

P Design = 66,15 psi

Di = 156,0 in

1. Perhitungan tebal shell

ts = P x R + C

f x E - 0,6 P

= 66,15 x 78 + 0

18750 x 0,85 - 0,6 x 66,15

= 7/16 in

2. Menghitung tebal tutup

t = 0.885Pi x r + C

f x E - 0,1 Pi

= 66,15 x 78 x 0,885 + 0,125

18750 x 0,85 - 0,1 x 66,15

= 7/16 in

Spesifikasi

Fungsi : menyerap limbah gas dengan air proses. Type : silinder tegak , tutup bawah dan tutup atas dish

dilengkapi dengan : packing raschig ring dan sparger Dasar Pemilihan : Umum digunakan untuk proses penyerapan

Kondisi operasi : * Tekanan operasi = 1 atm (tekanan atmosfer) * Suhu operasi = 30oC (suhu kamar)

* Sistem kerja = kontinyu Dimensi tangki :

Volume : 5 cuft = 1 M3 Diameter : 1 ft

Tinggi : 5 ft

Tebal shell : 3/16 in Tebal tutup atas : 3/16 in Tebal tutup bawah : 3/16 in

Bahan konstruksi : Stainless Steel 316 (Perry 7ed,T.28-11) Spesifikasi packing :

Digunakan packing jenis raschig ring dengan spesifikasi : (Van Winkle : 607) Packing disusun secara acak (randomize)

Ukuran packing : 1 in Tebal packing : 1/8 in Free gas space : 73% Jumlah packing : 540 buah

Bahan konstruksi : Ceramic Stoneware

Sparger : Type : Standard Perforated Pipe Bahan konstruksi : commercial steel

Bagian Atas : Diameter lubang : 4,35 mm Jumlah cabang : 20 buah Lubang tiap cabang : 19 buah Sparger Bagian Atas :

BAB VII

INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA

VII.1. Instrumentasi

Dalam rangka pengoperasian pabrik, pemasangan alat-alat instrumentasi sangat dibutuhkan dalam memperoleh hasil produksi yang optimal. Pemasangan alat-alat instrumentasi disini bertujuan sebagai pengontrol jalannya proses produksi dari peralatan-peralatan pada awal sampai akhir produksi. dimana dengan alat instrumentasi tersebut, kegiatan maupun aktifitas tiap-tiap unit dapat tercatat kondisi operasinya sehingga sesuai dengan kondisi operasi yang dikehendaki, serta mampu memberikan tanda-tanda apabila terjadi penyimpangan selama proses produksi berlangsung.

Pada uraian diatas dapat disederhanakan bahwa dengan adanya alat instrumentasi maka :

1. Proses produksi dapat berjalan sesuai dengan kondisi-kondisi yang telah ditentukan sehingga diperoleh hasil yang optimum.

2. Proses produksi berjalan sesuai dengan efisiensi yang telah

ditentukan dan kondisi proses tetap terjaga pada kondisi yang sama. 3. Membantu mempermudah pengoperasian alat.

Adapun variabel proses yang diukur dibagi menjadi 3 bagian, yaitu : 1. Variabel yang berhubungan dengan energi, seperti temperatur,

tekanan, dan radiasi.

2. Variabel yang berhubungan dengan kuantitas dan laju, seperti pada kecepatan aliran fluida, ketinggian liquid dan ketebalan.

3. Variabel yang berhubungan dengan karakteristik fisika dan kimia, seperti densitas, kandungan air.

Yang harus diperhatikan didalam pemilihan alat instrumentasi adalah : - Level, Range dan Fungsi dari alat instrumentasi.

- Akurasi hasil pengukuran. - Bahan konstruksi material.

- Pengaruh yang ditimbulkan terhadap kondisi operasi proses yang berlangsung.

- Mudah diperoleh di pasaran.

- Mudah dipergunakan dan mudah diperbaiki jika rusak.

Adapun fungsi utama dari alat instrumentasi otomatis adalah : - Melakukan pengukuran.

- Sebagai pembanding hasil pengukuran dengan kondisi yang ditentukan. - Melakukan perhitungan.

- Melakukan koreksi.

Alat instrumentasi otomatis ini dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu : 1. Sensing / Primary Element / Sensor.

Alat kontrol ini langsung merasakan adanya perubahan pada variabel yang diukur, misalnya temperatur. Primary Element

merubah energi yang dirasakan dari media yang sedang dikontrol menjadi sinyal yang bisa dibaca (misalnya dengan tekanan fluida). 2. Recieving Element / Elemen Pengontrol.

Alat kontrol ini akan mengevaluasi sinyal yang didapat dari sensing element dan diubah menjadi data yang bisa dibaca (perubahan data

analog menjadi digital), digambarkan dan dibaca oleh error detector. Dengan demikian sumber energi bisa diatur sesuai dengan perubahan-perubahan yang terjadi.

3. Transmitting Element.

Alat kontrol ini berfungsi sebagai pembawa sinyal dari sensing element ke receiving element. Alat kontrol ini mempunyai fungsi untuk merubah data bersifat analog (tidak terlihat) menjadi data

Disamping ketiga jenis tersebut, masih terdapat peralatan pelengkap yang lain, yaitu : Error Detector Element, alat ini akan membandingkan besarnya harga terukur pada variabel yang dikontrol dengan harga yang diinginkan dan apabila terdapat perbedaan alat ini akan mengirimkan sinyal error. Amplifier akan digunakan sebagai penguat sinyal yang dihasilkan oleh error detector jika sinyal yang dikeluarkan lemah. Motor Operator Sinyal Error yang dihasilkan harus diubah sesuai dengan kondisi yang diinginkan, yaitu dengan penambahan variabel manipulasi. Kebanyakan sistem kontrol memerlukan operator atau motor untuk menjalankan Final Control Element. Final Control Element adalah untuk mengoreksi harga variabel manipulasi.

Macam instrumentasi pada suatu perencanaan pabrik misalnya : 1. Flow Control ( F C )

Mengontrol aliran setelah keluar suatu alat. 2. Flow Ratio Control ( F R C )

Mengontrol ratio aliran yang bercabang. 3. Level Control ( L C )

Mengontrol ketinggian liquid didalam tangki 4. Weight Control ( W C )

Mengontrol berat solid yang dikeluarkan dari tangki 5. Pressure Control ( P C )

Mengontrol tekanan pada suatu aliran / alat 6. Temperature Control ( T C )

Tabel VII.1. Instrumentasi pada pabrik

NO NAMA ALAT KODE INSTRUMENTASI

1. BIN ALUMINIUM SCRAP ( F - 113 ) ( WC )

2. TANGKI GAS CHLORINE ( F - 120 ) ( PI )

3. ELECTRIC FURNACE ( Q - 210 ) ( TIC , PC )

4. EXCHANGER ( E - 211 ) ( TC )

5. CONDENSER ( E - 220 ) ( TC )

6. SCRUBBER ( D - 221 ) ( PI, LC, FC )

7. TANGKI KONDENSAT ( F - 230 ) ( LI )

8. POMPA - 1 ( L - 231 ) ( FC )

9. CRYSTALLIZER ( S - 240 ) ( TC )

10. POMPA - 2 ( L - 251 ) ( FC )

11. BLOWER ( G - 262 ) ( FC )

12. HEATER ( E - 263 ) ( TC )

13. COOLING CONVEYOR ( E - 270 ) ( TC )

VII.2. Keselamatan Kerja

Keselamatan kerja atau safety factor adalah hal yang paling utama yang harus diperhatikan dalam merencanakan suatu pabrik, hal ini disebabkan karena :

- Dapat mencegah terjadinya kerusakan-kerusakan yang besar yang disebabkan oleh kebakaran atau hal lainnya baik terhadap karyawan maupun oleh peralatan itu sendiri.

- Terpeliharanya peralatan dengan baik sehingga dapat digunakan dalam waktu yang cukup lama. Bahaya yang dapat timbul pada suatu pabrik banyak sekali jenisnya, hal ini tergantung pada bahan yang akan diolah maupun tipe proses yang dikerjakan.

Secara umum bahaya-bahaya tersebut dapat dibagi dalam tiga kategori , yaitu : 1. Bahaya kebakaran.

2. Bahaya kecelakaan secara kimia. 3. Bahaya terhadap zat-zat kimia.

VII.2.1. Bahaya Kebakaran

A. Penyebab kebakaran.

- Adanya nyala terbuka (open flame) yang datang dari unit utilitas, workshop

dan lain-lain.

- Adanya loncatan bunga api yang disebabkan karena korsleting aliran listrik seperti pada stop kontak, saklar serta instrument lainnya.

B. Pencegahan.

- Menempatkan unit utilitas dan unit pembangkitan cukup jauh dari lokasi proses yang dikerjakan.

- Menempatkan bahan yang mudah terbakar pada tempat yang terisolasi dan tertutup.

- Memasang kabel atau kawat listrik di tempat-tempat yang terlindung, jauh dari daerah yang panas yang memungkinkan terjadinya kebakaran.

- Sistem alarm hendaknya ditempatkan pada lokasi dimana tenaga kerja dengan cepat dapat mengetahui apabila terjadi kebakaran

C. Alat pencegah kebakaran.

- Instalasi permanen seperti fire hydrant system dan sprinkle otomatis.

- Pemakaian portable fire-extinguisher bagi daerah yang mudah dijangkau bila terjadi kebakaran. Jenis dan jumlahnya pada perencanaan pabrik ini dapat dilihat pada tabel VII.1.

Tabel VII.2. Jenis dan Jumlah Fire-Extinguisher.

NO. TEMPAT JENIS BERAT

SERBUK

JARAK

SEMPROT JUMLAH

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Pos Keamanan Kantor Daerah Proses Gudang Bengkel Unit Pembangkitan Laboratorium YA-10L YA-20L YA-20L YA-10L YA-10L YA-20L YA-20L 3.5 Kg 6.0 Kg 8.0 Kg 4.0 Kg 8.0 Kg 8.0 Kg 8.0 Kg 8 m 8 m 7 m 8 m 7 m 7 m 7 m 3 2 4 2 2 2 2

VII.2.2. Bahaya Kecelakaan

Karena kesalahan mekanik sering terjadi dikarenakan kelalaian pengerjaan maupun kesalahan konstruksi dan tidak mengikuti aturan yang berlaku. Bentuk kerusakan yang umum adalah karena korosi dan ledakan. Kejadian ini selain mengakibatkan kerugian yang besar karena dapat mengakibatkan cacat tubuh maupun hilangnya nyawa pekerja. Berbagai kemungkinan kecelakaan karena mekanik pada pabrik ini dan cara pencegahan dapat digunakan sebagai berikut :

A. Vessel.

Kesalahan dalam perencanaan vessel dan tangki dapat mengakibatkan kerusakan fatal, cara pencegahannya :

pengecualian adanya seng dan tembaga. Bahan konstruksi yang biasanya dipakai untuk tangki penyimpan, perpipaan dan peralatan lainnya dalam pabrik ini adalah steel. Semua konstruksi harus sesuai dengan standar ASME (America Society Mechanical Engineering). - Memperhatikan teknik pengelasan.

- Memakai level gauge yang otomatis.

- Penyediaan man-hole dan hand-hole ( bila memungkinkan ) yang memadai untuk inspeksi dan pemeliharaan. Disamping itu peralatan tersebut harus dapat diatur sehingga mudah untuk digunakan.

B. Heat Exchanger.

Kerusakan yang terjadi pada umumnya disebabkan karena kebocoran-kebocoran. Hal ini dapat dicegah dengan cara :

- Pada inlet dan outlet dipasang block valve untuk mencegah terjadinya thermal expansion.

- Drainhole yang cukup harus disediakan untuk pemeliharaan. - Pengecekan dan pengujian terhadap setiap ruangan fluida secara sendiri-sendiri.

C. Peralatan yang bergerak.

Peralatan yang bergerak apabila ditempatkan tidak hati-hati, maka akan menimbulkan bahaya bagi pekerja. Pencegahan bahaya ini dapat dilakukan dengan :

- Pemasangan penghalang untuk semua sambungan pipa. - Adanya jarak yang cukup bagi peralatan untuk memperoleh kebebasan ruang gerak.

D. Perpipaan.

Selain ditinjau dari segi ekonomisnya , perpipaan juga harus ditinjau dari segi keamanannya hal ini dikarenakan perpipaan yang kurang teratur dapat membahayakan pekerja terutama pada malam hari, seperti terbentur, tersandung dan sebagainya. Sambungan yang kurang baik dapat menimbulkan juga hal-hal yang tidak diinginkan seperti kebocoran-kebocoran bahan kimia yang berbahaya. Untuk menghindari hal-hal tersebut, maka dapat dilakukan cara :

- Pemasangan pipa (untuk ukuran yang tidak besarhendaknya pada elevasi yang tinggi tidak didalam tanah, karena dapat menimbulkan kesulitan apabila terjadi kebocoran.

- Bahan konstruksi yang dipakai untuk perpipaan harus memakai bahan konstruksi dari steel.

perubahan suhu, begitu juga harus dicegah terjadinya over stressing

atau pondasi yang bergerak.

- Pemberian warna pada masing-masing pipa yang bersangkutan akan dapat memudahkan apabila terjadi kebocoran.

E. Listrik.

Kebakaran sering terjadi akibat kurang baiknya perencanaan instalasi listrik dan kecerobohan operator yang menanganinya. Sebagai usaha pencegahannya dapat dilakukan :

- Alat-alat listrik dibawah tanah sebaiknya diberi tanda seperti dengan cat warna pada penutupnya atau diberi isolasi berwarna.

- Pemasangan alat remote shut down dari alat-alat disamping starter. - Penerangan yang cukup pada semua bagian pabrik supaya operator

tidak mengalami kesulitan dalam bekerja.

- Sebaiknya untuk penerangan juga disediakan oleh PLN meskipun kapasitas generator set mencukupi untuk penerangan dan proses. - Penyediaan emergency power supplies tegangan tinggi.

- Meletakkan jalur-jalur kabel listrik pada posisi aman.

F. Isolasi.

Isolasi penting sekali terutama berpengaruh terhadap pada karyawan dari kepanasan yang dapat mengganggu kinerja para karyawan, oleh karena itu dilakukan :

- Pemakaian isolasi pada alat-alat yang menimbulkan panas seperti reaktor, exchanger, kolom distilasi dan lain-lain. Sehingga tidak mengganggu konsentrasi pekerjaan.

- Pemasangan isolasi pada kabel instrumen, kawat listrik dan perpipaan yang berada pada daerah yang panas , hal ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya kebakaran.

G. Bangunan Pabrik.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perencanaan bangunan pabrik adalah :

- Bangunan-bangunan yang tinggi harus diberi penangkal petir dan jika tingginya melebihi 20 meter, maka harus diberi lampu suar (mercu suar).

VII.2.3. Bahaya Karena Bahan Kimia

Banyak bahan kimia yang berba