LAPORAN TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK DIOKTIL FTALAT
DARI FTALIK ANHIDRAT DAN 2-ETIL HEKSANOL
KAPASITAS 40.000 TON/TAHUN
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Kesarjanaan Strata 1 Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Oleh: Hamdan Wijaya
D 500 110 023
Dosen Pembimbing: Nur Hidayati, Ph.D. DR. Ahmad Muhammad Fuadi
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
iv
INTISARI
Industri sebagai bagian dari indikator kemajuan suatu negara menjadi pendorong untuk memenuhi kebutuhan manusia modern yang semakin kompleks dari skala rumah tangga sampai industri tanpa terkecuali kebutuhan yang berbahan plastik. Dioktil ftalat merupakan platicizer, bahan pembantu dalam industri berbahan plastik yang terus meningkat konsumsinya dari tahun ke tahun berdasarkan badan pusat statistik Indonesia.
Pabrik Dioktil Ftalat direncanakan berdiri di Gresik, Jawa Timur dengan kapasitas 40.000 ton/tahun. Pabrik dirancang untuk menghasilkan dioktil ftalat dengan konsentrasi 99,9% berat menggunakan bahan baku berupa ftalik anhidrat sebanyak 2.299,2859 kg/jam, 2-etil heksanol sebanyak 11.922,8023 kg/jam, dan katalis dari asam sulfat sebanyak 12,9414 kg/jam. Proses pembuatan dioktil ftalat dilakukan dengan reaksi esterifikasi yang berlangsung pada fase cair dengan kondisi operasi 150oC dan 1 atm secara irreversible dan nonadiabatis eksotermis. Reaktor yang digunakan berjenis CSTR atau reaktor alir tangki berpengaduk (RATB) dengan katalis yang digunakan H2SO4 (Asam Sulfat). Unit pendukung proses (utilitas) terdiri dari unit penyedia air dan steam, kebutuhan air sebanyak 2.458.853,590 kg/jam dan steam sebanyak 4953,9364 kg/jam. Kebutuhan listrik disuplai dari PLN sebanyak 819,0353 kWh, pabrik dioktil ftalat direncanakan berdiri dengan luas tanah sebesar 16910 m2 dan jumlah karyawan 158 orang.
Modal tetap yang diperlukan untuk mendirikan pabrik dioktil ftalat ini sebesar Rp. 1.190.988.467.490 dan modal kerja sebesar Rp. 212.236.742.528. Berdasarkan analisis ekonomi menunjukkan keuntungan sebelum pajak yang diperoleh sebesar Rp. 188.971.940.414 per tahun dan keuntungan setelah pajak (25%) sebesar Rp. 141.728.955.311 per tahun. Persen Return On Investment
(ROI) sebelum pajak 15,9%, dan sesudah pajak 11,90%. Sedangkan PayOutTime
(POT) sebelum pajak 3,87 tahun dan sesudah pajak 4,57 tahun. BreakEventPoint
(BEP) sebesar 54,94% dan Shut Down Point (SDP) sebesar 23,70%. Sementara
Discounted Cash Flow (DCF) terhitung sebesar 22,27%. Dari analisis ini dapat disimpulkan, bahwa pabrik ini menguntungkan dan layak didirikan.
v ABSTRACT
Industry as part of progress indicator of a country becomes a stimulus to fulfill modern people needs which happen to be complex from domestic range to industry level, as well as plasticized entity. Diocthyl phthalate is a plasticizer, a material support in the plastic industry that its consumption is happen to increase from year to year based on central Indonesia statistic data.
Diocthyl phthalate industrial unit planned to be built at Gresik, East Java by 40.000 ton per year capacity. The industrial unit managed to produce diocthyl phthalate weigh 99,9% concentration using material base anhydrate phthalic 2.299,2859 kilograms per hour, 2-ethyl hexanol 11.922,8023 kilograms per hour, and sulfur acid catalyst 12,9414 kilograms per hour. Diocthyl phthalate production performed by etherification obtained in liquid stage with 150oC operation phase and 1 ATM, irreversible and exothermic non-adiabatic. The reactor utility is CSTR type or flow stirred tank reactor (RATB) with H2SO4
(Sulfur Acid) catalyst. The process support unit (utility) consists of water supplier and steam, with the need of water 2.458.853,59 kilograms per hour and steam 4953,9364 kilograms per hour. Electricity needs supplied by Nuclear Electricity Generator (PLN) 819,0353 kilowatt per hour, and the diocthyl phthalate industrial unit intended to be built by 16910 m2 wide territory and run by 158 employee.
The settled financial capital needed to build this diocthyl phthalate industrial unit is IDR 1.190.988.467.490,00 and work funds by IDR 212.236.742.528,00. Economy analysis shows the annual profit before tax is IDR 188.971.940.414 and IDR 141.728.955.311 after tax (by 25%) per year. The percentage of Return On Investment (ROI) before tax 15,9% and after tax 11,90%. Whether the Pay Out Time (POT) before tax 3,87 year and after tax 4.57 year. Break Event Point (BEP) by 54,94% and Shut Down Point (SDP) by 23,70%. Summarized by these analysis is that this industrial unit is profitable and worth established.
vi
MOTTO
Berjalan terus, berhenti atau mundur berarti hancur
(Taufiq Ismail)
vii
PERSEMBAHAN
Segala puji bagi Allah SWT, Tuhan semesta alam pemberi rahman dan rahim sehingga penulis bisa menyelesaikan laporan tugas akhir. Karya ini adalah bagian dari kehidupan universitas, puncak atas keilmuan seorang yang disebut mahasiswa dalam jenjang kesarjanaan pertama. Maka bentuk takzim, hormat dan terima kasih saya persembahkan tugas akhir ini, kepada:
1. Bapak dan ibu tercinta yang telah memberikan segalanya sehingga saya melihat dunia secara luas.
2. Kakak – kakak saya tersayang yang selalu memberikan nasehat, kritik dan dorongan untuk selalu menjadi baik.
3. Dosen teknik kimia, khususnya dosen pembimbing yang senantiasa memberikan ilmu dan pengetahuanya
4. Kawan sepenggarapan tugas akhir, ariska pri yang selalu mengingatkan untuk segera menyelesaikan tugas akhir ini.
5. Kawan – kawan saya di teknik kimia seperti annas, syahab, danang, yogi dan ariska yang senantiasa setia melewati waktu bersama – sama, saling menghibur dalam tawa ataupun duka.
6. Kawan saya, elly alfiana yang senantiasa memberikan dukungan dan semangat.
7. Kawan – Kawan HMI yang senantiasa mengingatkan untuk selalu mencari ilmu dan pengetahuan dimanapun berada, setia menemani dalam diskusi, obrolan warung kopi atau waktu menjelang tidur dalam mempertanyakan segala sesuatu dan berbagi pengetahuan serta kehangatan pertemanan karena kecintaan akan ilmu dan pengetahuan. 8. Kawan – kawan KPMDB yang selalu memberikan kehangatan
kekeluargaan dan dukungannya.
viii
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT, sang penguasa jiwa dan diri, tuhan semesta alam, tuhan yang maha mengetahui, tuhan penguasa segala sesuatu yang nampak maupun yang tidak nampak, tuhan yang telah memberikan nikmat dan karunianya kepada kita manusia sehingga kita mampu merasakan betapa besar nikmat dan karunianya dalam menjalankan kehidupan di dunia ini. Dan Ditangan-Nya segala daya dan ikhtiar kita, tiada satu pun didunia ini yang luput dari-Nya. Atas berkat rahmat serta hidahyah-Nya penyusun dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul Prarancangan Pabrik dioktil ftalat dari ftalik anhidrat dan 2-etil heksanol Kapasitas 40.000 ton/tahun.
Sholawat beserta salam tetap kita haturkan kepada junjungan besar Nabi Muhammad SAW, sang revolusioner sejati, inspirasi dan penggagas sekaligus penggerak perubahan dunia Sepanjang masa. Karena atas warisan pedoman dan tuntunan yang sempurna bagi kehidupan dunia dan akhirat, cahaya kesuciaannya
senantiasa masih terpancar kepada kita semua yang masih istiqomah melanjutkan
visi profetik kenabian beliau. Amin.
Tugas akhir prarancangan pabrik merupakan salah satu syarat wajib mahasiswa Universitas Muhammadiyah Surakarta Fakultas Teknik Program Studi Teknik Kimia guna memperoleh gelar kesarjanaan atau wujud pemahamanya atas ilmu keteknik kimiannya.
Dalam menyusun tugas akhir, tidak terlepas banyak bantuan, petunjuk, dan bimbingan yang sangat bermanfaat dari berbagai pihak. Sudah seharusnya ucapakan terima kasih sebanyak-banyaknya dihaturkan kepada :
1. Bapak Rois Fatoni, Ph.D, selaku Ketua Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Ibu Nur Hidayati, Ph.D, selaku dosen pembimbing I 3. Bapak DR. Ahmad M. fuadi, selaku dosen pembimbing II
4. Seluruh dosen dan staf karyawan Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta
ix
6. Segenap civitas akademika dan teman-teman mahasiwa Teknik Kimia FT Universitas Muhammadiyah Surakarta khususnya angkatan 2011
Penyusun telah berusaha untuk memberikan terbaik dalam menyelesaikan tugas akhir ini, teringat dengan adigum tiada gading yang tak retak, serta sebagaimana esensi dari ilmu pengetahuan yang senantiasa berkembang, maka diperlukan evaluasi kritis, kritik dan saran sebagai upaya menyempurnakan tugas akhir ini, supaya dapat bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penyusun pada khususnya. Akhirnya penyusun mohon maaf atas segala kekurangan dan kekhilafaan dalam penyusunan tugas akhir.
Sukoharjo, Mei 2016
x
BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES 3.1. Spesifikasi Alat Utama………... 32
3.1.1 Melter………... 32
3.1.2 Rekator ………... 33
3.1.3 Netralizer……….. 34
xi
3.1.5 Decanter………... 35
3.1.6 Menara distilasi ……… 36
3.2. Spesifikasi Alat Penunjang……… 37
3.2.1 Tanki Penyimpanan………... 37
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM 4.1. Unit Pendukung Proses ……….... 56
5.7. Kesejahteraan Sosial Karyawan ……… 94
5.8. Manajemen Produksi ………. 95
BAB VI ANALISIS EKONOMI 6.1. Analisa Harga Alat ………. 101
6.2. Dasar Analisis Ekonomi ……….... 103
6.3. Penentuan Total Capital Investment ……….. 103
6.4. Biaya Produksi Total ……….... 104
xii
KESIMPULAN ………... 108 DAFTAR PUSTAKA ………... 109
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Impor Dioktil ftalat di indonesia... 2
Tabel 1.2 Industri Dioktil ftalat di Indonesia dan beberapa negara... 4
Tabel 1.3 Data Pabrik Bahan Baku Dioktil ftalat... 6
Tabel 1.4 Data sifat fisik dan kimia ftalik anhidrat... 7
Tabel 1.5 Data Sifat Fisik dan Kimia 2-Etil heksanol... 8
Tabel 1.6 Data Sifat Fisik dan Kimia Asam Sulfat... 8
Tabel 1.7 Data Sifat Fisik dan Kimia Natrium hidroksida... 8
Tabel 1.8 Data Sifat Fisik dan Kimia Dioktil ftalat... 9
Tabel 2.1 Data ΔH masing – masing komponen ... 12
Tabel 2.2 Neraca Massa di sekitar Reaktor... 19
Tabel 2.3 Neraca Massa di sekitar Mixer... 19
Tabel 2.4 Neraca Massa di sekitar Netralizer... 20
Tabel 2.5 Neraca Massa di sekitar Decanter... 20
Tabel 2.6 Neraca Massa di sekitar Menara distilasi... 20
Tabel 2.7 Neraca Massa Total Masuk... 21
Tabel 2.8 Neraca Massa Total Keluar... 21
Tabel 2.9 Neraca Panas Tangki 01... 21
Tabel 2.10 Neraca Panas Tangki 02... 22
Tabel 2.11 Neraca Panas Melt tank... 22
Tabel 2.12 Neraca Panas Reaktor... 22
Tabel 2.13 Neraca Panas Mixer... 23
Tabel 2.14 Neraca Panas Netralizer... 23
Tabel 2.15 Neraca Panas Decanter... 23
Tabel 2.16 Neraca Panas Menara distilasi... 24
Tabel 2.17 Perincian Luas area Pabrik... 28
Tabel 4.1 Kebutuhan Air sanitasi... 57
Tabel 4.2 Kebutuhan Air proses... 58
Tabel 4.3 Kebutuhan Air pendingin... 58
xiv
Tabel 4.5 Kebutuhan Air keseluruhan... 59
Tabel 4.6 Kebutuhan Listrik Pabrik Dioktil ftalat... 74
Tabel 4.7 Kebutuhan Bahan Bakar Pabrik Dioktil ftalat... 74
Tabel 5.1 Jadwal Kerja maisng – masing regu... 90
Tabel 5.2 Pembagian karyawan proses tiap shift... 91
Tabel 5.3 Jabatan dan Gaji... 93
Tabel 6.1 Cost Index Chemichal Plant... 101
Tabel 6.2 Perhitungan Fixed Capital Investment... 103
Tabel 6.3 Perhitungan Working Capital... 104
Tabel 6.4 Perhitungan Direct Manufacturing Cost... 104
Tabel 6.5 Perhitungan Indirect Manufacturing Cost... 104
Tabel 6.6 Perhitungan Fixed Manufacturing Cost... 105
Tabel 6.7 Perhitungan General Expense... 105
Tabel 6.8 Fixed Cost... 106
Tabel 6.9 Variable Cost... 106
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Prediksi kebutuhan dioktil ftalat... 3
Gambar 2.1 Diagram alir proses... 17
Gambar 2.2 Diagram alir proses kuantitatif... 18
Gambar 2.3 Diagram alir proses kualitatif... 18
Gambar 2.4 Tata letak Pabrik... 29
Gambar 2.5 Tata letak Peralatan proses... 31
Gambar 4.1 Diagram alir proses Pengolahan Air Sungai... 64
Gambar 5.1 Struktur Organisasi Perusahaan Dioktil ftalat... 98
Gambar 6.1 Hubungan tahun dengan nilai cost index chemichal plant... 102
