LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK
PRARANCANGAN PABRIK ASAM AKRILAT
DENGAN PROSES OKSIDASI
PROPYLENE
KAPASITAS 28.000 TON/TAHUN
Oleh :
Rika Dwitanti
D 500 090 034
Dosen Pembimbing :
Dr. Ahmad M. Fuadi
Tri Widayatno, S.T., M.Sc., Ph.D
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
MOTTO & PERSEMBAHAN
Jadikanlah masalah sebagai warna kehidupan, hidup tidak akan berwarna
tanpa adanya masalah, so color up your life.
Khayalan akan tetap menjadi khayalan tanpa adanya sebuah tindakan.
Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, bagi
orang yang mau bersungguh-sungguh.
(QS. An-Nasyirah : 6-7)
Ku Persembahkan Karya ini Untuk:
Bapak dan Ibunda Tercinta
Adikku tersayang
Kalian bagai suntikan semangat bagiku, karena dukungan
Intisari
Perkembangan industri sangat berpengaruh terhadap perkembangan ekonomi di Indonesia. Seiring dengan perkembangan industri tersebut terjadi pula peningkatan kebutuhan/produksi bahan baku dan bahan pembantu. Salah satunya adalah sektor industri kimia yang turut memegang peranan dalam memajukan perindustrian di Indonesia. Inovasi proses produksi maupun pembangunan pabrik baru bertujuan untuk mengurangi ketergantungan Indonesia terhadap produk luar negeri dan menambah devisa negara sangat diperlukan, salah satunya adalah dengan pembangunan pabrik asam akrilat.
Pabrik Asam Akrilat dengan proses oksidasi Propylene dengan kapasitas 28.000 ton per tahun direncanakan beroperasi selama 330 hari per tahun. Proses pembuatan Asam Akrilat dilakukan dalam reaktor Fixed bed multitube. Pada reaktor ini reaksi berlangsung pada fase gas, irreversible, eksotermis, non adiabatic, non isotermal pada suhu masuk 303C dan suhu keluar 313C dengan tekanan 3,3 atm. Pabrik ini digolongkan pabrik beresiko rendah karena kondisi operasinya yaitu pada tekanan 3,3 atm dan suhu 303C.
Produk berupa Asam Akrilat sebanyak 3.535,3535 kg per jam. Kebutuhan Propylene sebanyak 2.400,3563 kg per jam. Pabrik Asam Akrilat ini
menggunakan modal tetap sebesar Rp 422.888.895.954,21 dan modal kerja sebesar Rp 56.677.818.120,33. Dari analisis ekonomi terhadap pabrik ini menunjukkan keuntungan sebelum pajak Rp 186.631.158.109,04 per tahun setelah dipotong pajak 30% keuntungan mencapai Rp 130.641.810.676,33 per tahun. Percent Return On Investment (ROI) sebelum pajak 44,13% dan setelah pajak
30,89%. Pay Out Time (POT) sebelum pajak selama 1,847 tahun dan setelah pajak 2,445 tahun. Break Even Point (BEP) sebesar 42,36%, dan Shut Down Point (SDP) sebesar 23,07%. Discounted Cash Flow (DCF) terhitung sebesar 46,63%. Dari data analisis kelayakan ekonomi di atas disimpulkan, bahwa pabrik ini layak untuk didirikan.
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Prarancangan Pabrik dengan judul ‘’Prarancangan Pabrik Asam Akrilat dengan Oksidasi Propylene Kapasitas 28.000 ton/tahun’’.
Tugas ini merupakan tugas akhir S1 Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis mendapatkan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, penulis mengucapakan terima kasih kepada:
1. Allah SWT, karena rahmat-Nya saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 2. Kedua orang tua yang telah memberikan dukungannya secara moral dan
metarial.
3. Pembimbing 1 Dr. Ahmad M. Fuadi serta pembimbing 2 Tri Widayatno, S.T., M.Sc., Ph.d
4. Bapak Rois Fatoni, ST MT selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia. 5. Seluruh dosen Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta 6. Teman –teman Teknik Kimia angkatan 2009.
7. Dan semua sahabat yang telah memberi dukungan, limpahan kasih sayang dan atas doa-doanya.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan tugas akhir ini masih ada kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapakan adanya saran dan kritik dari pembaca, sehingga dapat digunakan sebagai pertimbangan. Penulis berharap agar laporan Tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca
Surakarta, November 2014
i
Daftar Isi
Halaman Judul ... i
Halaman Pengesahan ... ii
Motto dan Persembahan ... iii
Intisari ... iv
Kata Pengantar ... v
Daftar Isi... vi
Daftar Tabel ... x
Daftar Gambar ... xi
Daftar Lambang ... xii
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik ... 1
1.2. Kapasitas Perancangan ... 2
1.3. Pemilihan Lokasi Pabrik ... 5
1.4. Tinjauan Pustaka ... 7
1.4.1. Macam-macam proses ... 8
1.4.2. Kegunaan produk ... 9
1.4.3. Sifat fisika dan kimia bahan baku dan produk ... 9
BAB II. DISKRIPSI PROSES ... 13
2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ... 13
2.1.1. Spesifikasi bahan baku ... 13
2.1.2. Sifat dan spesifikasi produk utama ... 14
2.1.3. Spesifikasi bahan pembantu (katalis) ... 14
2.2. Konsep Proses ... 14
2.2.1. Dasar reaksi ... 14
2.2.2. Tinjauan kinetika ... 15
2.2.3. Tinjauan termodinamika ... 15
2.2.4. Langkah proses ... 19
2.3. Neraca Massa dan Neraca Panas ... 21
ii
2.3.2. Neraca panas ... 27
2.4. Tata Letak Pabrik dan Peralatan Proses ... 28
2.4.1. Tata letak pabrik ... 28
2.4.2. Tata letak peralatan ... 31
BAB III. SPESIFIKASI ALAT PROSES ... 34
3.1. Absorber ... 34
3.2. Accumulator ... 34
3.3. Condenser ... 35
3.9.1. Kompresor-01... ... 41
3.9.2. Kompresor-02... ... 41
3.10.Menara Distilasi ... 42
iii
3.16.Tangki Produk ... 48
3.17.Waste Heat Boiler ... 49
BAB IV. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ... 50
4.1. Unit Pendukung Proses (Utilitas) ... 50
4.1.1 Unit penyediaan dan pengolahan air ... 50
4.1.2 Unit pembangkit steam ... 57
4.1.3 Unit penyediaan udara tekan ... 58
4.1.4 Unit pembangkit listrik ... 58
4.1.5 Unit penyediaan bahan bakar ... 60
4.1.6 Unit pengolahan air limbah ... 60
4.2. Laboratorium ... 61
4.2.1 Program kerja laboratorium ... 61
4.2.2 Laboratorium pengamatan ... 62
4.2.3 Laboratorium analitik ... 62
4.2.4 Laboratorium penelitian pengembangan dan lingkungan . 62 BAB V. MANAJEMEN PERUSAHAAN ... 63
5.1. Bentuk perusahaan ... 63
5.2. Struktur organisasi ... 64
5.3 Tugas dan wewenang ... 65
5.3.1. Pemegang saham ... 65
5.3.2. Dewan komisaris ... 66
5.3.3. Dewan direksi... 66
5.3.4. Staf ahli ... 67
5.3.5. Manajer ... 67
5.3.6. Kepala bagian ... 67
5.3.7. Kepala seksi ... 68
5.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan ... 69
5.4.1. Karyawan non-shift... .. 69
5.4.2. Karyawan shift...69
5.5. Penggolongan Karyawan... 71
iv
5.5.2. Perincian jumlah karyawan ... 73
5.5.3. Penggolongan dan gaji karyawan ... 74
5.6 Kesejahteraan Karyawan ... 76
5.7 Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3) ... 76
5.8. Manajemen Produksi ... 77
5.8.1. Perencanaan Produksi... 78
5.8.2. Pengendalian Produksi ... 79
BAB VI. ANALISIS EKONOMI ... 81
6.1. Perhitungan Biaya ... 84
6.1.1. Investasi modal (capital investment) ... 84
6.1.2. Biaya produksi (manufacturing cost) ... 84
6.1.3. Pengeluaran umum (general expense) ... 85
6.1.4. Analisis kelayakan ... 85
6.2. Fixed Capital Investment ... 87
6.3. Manufacturing Cost ... 87
6.4. Working Capital ... 88
6.5. General Expenses ... 88
6.6. Analisis Ekonomi... .... 88
6.6.1. Return On Investment (ROI)... . 89
6.6.2. Pay Out Time (POT)... 89
6.6.3. Break Event Point (BEP)... .. 90
6.6.4. Shut Down Point (SDP)... ... 91
6.6.5. Discounted Cash Flow (DCF)... ... 91
BAB VII. KESIMPULAN ... 92 DAFTAR PUSTAKA
v
Daftar Tabel
Tabel 1.1. Import Asam Akrilat di Indonesia ... 2
Tabel 1.2. Kapasitas Global Asam Akrilat... 3
Tabel 2.1. Neraca Massa Total ... 22
Tabel 2.2. Neraca Massa di sekitar Reaktor ... 23
Tabel 2.3. Neraca Massa di sekitar Separator ... 23
Tabel 2.4. Neraca Massa di sekitar Menara Distilasi ... 24
Tabel 2.5. Neraca Massa di sekitar Absorber ... 24
Tabel 2.6. Neraca Panas di sekitar Reaktor... 27
Tabel 2.7. Neraca Panas di sekitar Separator ... 27
Tabel 2.8. Neraca Panas di sekitar Menara Distilasi ... 28
Tabel 2.9. Neraca Panas di sekitar Absorber ... 28
Tabel 2.10. Perincian luas tanah dan bangunan pabrik ... 30
Tabel 4.1. Daftar kebutuhan untuk proses ... 59
Tabel 4.2. Daftar kebutuhan untuk utilitas ... 59
Tabel 5.1. Jadwal kerja masing-masing regu ... 70
Tabel 5.2. Jabatan dan prasyarat ... 71
Tabel 5.3. Perincian jumlah karyawan ... 73
Tabel 5.4. Penggolongan gaji karyawan ... 74
Tabel 6.1. Cost index chemical plant ... 82
Tabel 6.2. Fixed Capital Investment... ... 87
Tabel 6.3. Manufacturing Cost... 87
Tabel 6.4. Working Capital... ... 88
Tabel 6.5. General Expenses... ... 88
Tabel 6.6. Fixed Cost... ... 90
Tabel 6.7. Variabel Cost... 90
vi
Daftar Gambar
Gambar 1.1. Grafik Kebutuhan Asam Akrilat di Indonesia... 3
Gambar 2.1. Diagram Arus ... 21
Gambar 2.2. Diagram Alir Kuantitatif ... 25
Gambar 2.3. Diagram Alir Kualitatif ... 26
Gambar 2.4. Tata Letak Pabrik ... 31
Gambar 2.5. Lay Out Peralatan Proses... 33
Gambar 4.1. Diagram Alir Unit Utilitas... 57
Gambar 5.1. Struktur Organisasi Perusahaan ... 80
Gambar 6.1. Grafik Cost Index ... 83
vii
K = Konstanta kesetimbangan E = Energi aktivasi
k = Konstanta kecepatan reaksi
