TUGAS AKHIR HALAMAN JUDUL Prarancangan Pabrik Maleic Anhydride Dari LPG Dan Udara Kapasitas 25.000 Ton/Tahun.

(1)

i

TUGAS AKHIR

HALAMAN JUDUL

PRARANCANGAN PABRIK MALEIC ANHYDRIDE

DARI LPG DAN UDARA

KAPASITAS 25.000 TON/TAHUN

Diajukan untuk

Memenuhi Persyaratan Meraih Gelar Sarjana Teknik Strata-1

pada Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Oleh :

Aulia Firda Alfiana

D 500 100 040

Dosen Pembimbing :

Ir.Herry Purnama, M.T., Ph.D.

Rois Fatoni, S.T., M.Sc., Ph.D.

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

(3)

(4)

iii tersebut adalah karbonmonoksida dan karbondioksiada.

Pabrik maleic anhydride dengan bahan baku n-butana dan udara dengan

kapasitas 25.000 ton per tahun direncanakan beroperasi selama 24 jam per hari dan 330 hari per tahun. Kebutuhan LPG untuk pabrik ini sebanyak 2.825,7339

kg/jam. Produk yang dihasilkan berupa maleic anhydride sebanyak 3.156,5657

kg/jam. Utilitas pendukung proses meliputi penyediaan air sebesar 10.647,9570

kg/jam yang diperoleh dari air sungai Mahakam, penyediaan saturated steam

sebesar 14.016,9072 kg/jam yang diperoleh dari boiler. Kebutuhan bahan bakar

solar baik untuk generator, boiler dan furnace sebesar 1.244,2761 kg/jam,

kebutuhan udara tekan sebesar 2.884 kg/jam, kebutuhan listrik diperoleh dari PLN dan generator sebesar 1.444,8834 kW. Pabrik ini direncanakan berdiri di kawasan

Bontang, Kalimantan Timur dengan luas tanah 13.956 m2 dan jumlah karyawan

sebanyak 116 orang.

Pabrik maleic anhydride direncanakan mulai dikonstruksi pada tahun

2020. Pabrik ini menggunakan modal tetap sebesar Rp 258.928.743.648 dan modal kerja sebesar Rp. 158.950.398.667. Dari analisis ekonomi terhadap pabrik ini menunjukkan keuntungan sebelum pajak Rp 114.312.503.805 per tahun

(5)

iv

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas limpahan rahmat,

taufik dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Maleic Anhydride dari LPG dan Udara Kapasitas 25.000 Ton/Tahun”.

Tugas Prarancangan Pabrik merupakan salah satu syarat yang wajib

ditempuh untuk menyelesaikan program strata 1 di Jurusan Teknik Kimia,

Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada

pihak-pihak yang telah memberikan dukungan, bimbingan, dan bantuan hingga

terselesaikannya laporan tugas akhir ini. Melalui laporan ini penyusun ingin

mengucapkan terima kasih yang tiada terhingga, terutama kepada:

1. Rois Fatoni, S.T., M.Sc., Ph.D., selaku Ketua Program Studi Teknik Kimia,

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Eni Budiyati, S.T., M.Eng., selaku koordinator tugas akhir.

3. Ir. Herry Purnama, M.T., Ph.D., sebagai dosen pembimbing utama yang

telah memberikan bimbingan dan arahan dalam penulisan tugas akhir ini.

4. Rois Fatoni, S.T., M.Sc., Ph.D., sebagai dosen pembimbing kedua yang turut

serta memberikan bimbingan dan arahan dalam penulisan tugas akhir ini

5. Seluruh dosen dan staf Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta.

6. Semua pihak yang telah membantu dan menyelesaikan tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih jauh

dari kata sempurna dan tidak menutup kemungkinan membutuhkan saran dan

kritik yang bersifat membangun. Penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat

memberikan manfaat yang berarti bagi pembaca dan semua pihak yang

membutuhkan.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Surakarta, September 2014

(6)

v Daftar Isi

Halaman Judul ... i

Halaman Pengesahan ... ii

Intisari ... iii

1.1. Latar Belakang... 1

1.2. Kapasitas Pabrik ... 2

1.2.1. Prediksi Kebutuhan Maleic Anhydride di Indonesia ... 2

1.2.2. Ketersedian Bahan Baku... 3

1.2.3. Kapasitas Minimum Pabrik ... 3

1.3. Penentuan Lokasi Pabrik ... 4

1.4. Tinjauan Pustaka ... 6

1.4.1. Macam-macam Proses ... 6

1.4.2. Kegunaan produk ... 7

1.4.3. Sifat Fisik dan Kimia ... 8

1.4.4. Tinjauan Pustaka... 12

BAB II ... 14

DESKRIPSI PROSES ... 14

2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk... 14

2.1.1 Spesifikasi Bahan ... 14

2.1.2 Spesifikasi Produk ... 14

2.2 Konsep Reaksi ... 15

2.2.1 Dasar Reaksi... 15

2.2.2 Mekanisme Reaksi ... 15

2.2.3 Kondisi Operasi ... 16

(7)

vi

2.3 Sifat Reaksi ... 18

2.3.1 Tinjauan Termodinamika Reaksi ... 18

2.3.2 Tinjauan Kinetika Reaksi ... 20

2.4 Diagram Alir Proses ... 21

2.5 Neraca Massa dan Neraca Panas ... 24

2.5.1 Neraca Massa ... 24

2.5.2 Neraca Panas ... 33

2.6 Tata Letak Pabrik dan Peralatan ... 43

2.6.1 Tata Letak Pabrik ... 43

3.14 Kompresor-01 ... 59

3.15 Kompresor-02 ... 59

3.16 Pompa-01 ... 60

3.17 Pompa-02 ... 60

3.18 Pompa-03 ... 61

(8)

vii

3.30 Tangki Penyimpanan Bahan Baku LPG ... 68

3.31 Tangki Penyimpanan Dibutyl Phthalate ... 68

3.32 Tangki Penyimpanan Produk Maleic Anhydride ... 69

BAB IV ... 71

UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ... 71

4.1 Unit Pendukung Proses ... 71

4.1.1 Unit penyedia dan pengolahan air ... 71

4.1.2 Unit pengadaan steam ... 78

4.1.3 Unit pengadaan tenaga listrik ... 78

4.1.4 Unit pengadaan bahan bakar ... 81

4.1.5 Unit pengadaan udara tekan ... 81

4.1.6 Unit pengolahan limbah ... 81

4.1.7 Unit pengadaan pendingin dowtherm A ... 82

4.2 Laboratoium ... 82

4.2.1 Program kerja laboratorium ... 83

4.2.2 Alat-alat utama laboratorium ... 84

4.3 Spesifikasi Alat-alat Utilitas ... 84

4.3.1 Screen ... 84

4.3.2 Bak Pengendapan Awal ... 85

4.3.3 Bak Penggumpalan... 85

(9)

viii

4.3.5 Bak Saringan Pasir ... 86

4.3.6 Carbon Filter ... 86

4.3.7 Tangki Penampung Sementara ... 87

4.3.8 Bak Penampung Air Pendingin ... 87

4.3.9 Tangki Penampung Air Bersih ... 87

4.3.10 Tangki Penampung Umpan Boiler ... 88

4.3.11 Tangki Klorin ... 88

4.3.12 Tangki NaCl ... 88

4.3.13 Tangki NaOH ... 89

4.3.14 Tangki Na2SO4 ... 89

4.3.15 Kation Exchanger... 89

(10)

ix

MANAJEMEN PERUSAHAAN ... 97

5.1 Bentuk Perusahaan ... 97

5.2 Struktur Organisasi ... 98

5.3 Tugas dan Wewenang ... 100

5.3.1 Pemegang Saham ... 100

5.3.2 Dewan Komisaris ... 100

5.3.3 Direktur Utama... 100

5.3.4 Staf Ahli ... 101

5.3.5 Kepala Bagian ... 101

5.3.6 Kepala Seksi ... 104

5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan... 104

5.4.1 Karyawan non-shift ... 104

5.4.2 Karyawan shift ... 104

5.5 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ... 105

5.5.1 Penggolongan Jabatan ... 105

5.5.2 Jumlah Karyawan dan Gaji ... 106

5.6 Kesejahteraan Karyawan ... 107

5.6.1 Tunjangan ... 107

5.6.2 Cuti ... 108

5.6.3 Pakaian Kerja ... 108

5.6.4 Pengobatan ... 108

5.6.5 Badan Penyelenggara Jaminan Sosial (BPJS) Kesehatan ... 108

5.7 Keselamatan dan Kesehatan Kerja ... 108

5.8 Manajemen Produksi ... 108

5.8.1 Perencanaan Produksi ... 109

5.8.2 Pengendalian Produksi ... 110

BAB VI ... 112

ANALISIS EKONOMI ... 112

6.1 Modal (Capital Investment) ... 113

6.2 Biaya Produksi (Manufacturing Cost) ... 113

(11)

x

6.4 Analisa kelayakan ... 114

6.5 Dasar Perhitungan ... 116

6.6 Perhitungan Ekonomi Teknik ... 119

BAB VII ... 124

KESIMPULAN ... 124

DAFTAR PUSTAKA ... 125

(12)

xi Daftar Tabel

Tabel 1.1 Data ekspor dan impor maleic anhydride di Indonesia... 2

Tabel 1.2 Pabrik maleic anhydride dengan bahan baku n-butana ... 4

Tabel 1.3 Sifat fisis udara... 9

Tabel 2.1 Neraca massa disekitar arus recycle... 25

Tabel 2.2 Neraca massa disekitar arus pertemuan umpan ... 25

Tabel 2.3 Neraca massa di reaktor ... 26

Tabel 2.4 Neraca massa di arus recycle absorben ... 26

Tabel 2.5 Neraca massa di absorber ... 27

Tabel 2.6 Neraca massa di separator 01 ... 28

Tabel 2.7 Neraca massa di separator 02 ... 29

Tabel 2.8 Neraca massa di absorber-02 ... 29

Tabel 2.9 Neraca massa di arus pertemuan umpan stripper 01 ... 30

Tabel 2.10 Neraca massa di stripper 01 ... 30

Tabel 2.11 Neraca massa di stripper 02 ... 31

Tabel 2.12 Neraca massa total ... 32

Tabel 2.13 Neraca panas umpan LPG ... 33

Tabel 2.14 Neraca panas di expander 01 ... 34

Tabel 2.15 Neraca panas di kompresor 01 ... 34

Tabel 2.16 Neraca panas di arus pertemuan umpan LPG dan udara ... 34

Tabel 2.17 Neraca panas di furnace ... 35

Tabel 2.18 Neraca panas di reaktor ... 35

Tabel 2.19 Neraca panas di expander 02 ... 36

Tabel 2.20 Neraca panas di cooler 01 ... 37

Tabel 2.22 Neraca panas di absorber ... 38

Tabel 2.23 Neraca panas di arus pertemuan absorbent ... 38

Tabel 2.24 Neraca panas di chiller 01 ... 39

Tabel 2.25 Neraca panas di chiller 02 ... 40

Tabel 2.26 Neraca panas di separator 01 ... 41

(13)

xii

Tabel 2.28 Neraca panas di kompresor 02 ... 42

Tabel 2.30 Neraca panas di arus pertemuan umpan stripper ... 42

Tabel 2.31 Neraca panas di stripper 01 ... 43

Tabel 2.32 Neraca panas di stripper 02 ... 43

Tabel 2.33 Perincian luas tanah dan bangunan pabrik ... 46

Tabel 4.1 Kebutuhan air pendingin ... 77

Tabel 4.2 Kebutuhan air sanitasi ... 77

Tabel 4.3 Kebutuhan air umpan boiler ... 78

Tabel 4.4 Kebutuhan listrik pada alat proses ... 79

Tabel 4.5 Kebutuhan listrik untuk alat utilitas ... 80

Tabel 5.1 Pembagian kerja tiap-tiap shift ... 105

Tabel 5.2 Jumlah karyawan dan gaji ... 107

Tabel 6.1 Index harga ... 116

Tabel 6.2 Fixed Capital Investment ... 119

Tabel 6.3 Working Capital Investment... 119

Tabel 6.4 Manufacturing Cost ... 120

Tabel 6.5 General Expense ... 121

Tabel 6.6 Fixed Cost ... 121

Tabel 6.7 Variable cost ... 121

(14)

xiii Daftar Gambar

Gambar 1.1 Grafik kebutuhan ekspor dan impor maleic anhydride di Indonesia . 3

Gambar 2.1 Diagram alir kuantitatif ... 22

Gambar 2.2 Diagram alir kualitatif ... 23

Gambar 2.3 Diagram alir neraca massa ... 24

Gambar 2.4 Diagram alir neraca panas ... 33

Gambar 2.5 Tata letak pabrik ... 47

Gambar 2.6 Tata letak peralatam proses ... 49

Gambar 4.1 Diagram alir pengolahan air ... 96

Gambar 5.1 Struktur oganisasi perusahaan ... 111

Gambar 6.1 Index harga ... 117