Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus diselesaikan untuk menyelesaikan program Strata-I di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Universitas Islam Indonesia Yogyakarta. Besar harapan kami semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca pada umumnya dan bagi kami pada khususnya.
Latar Belakang
- Latar Belakang Pendirian Pabrik
Sebagian besar produksi etilen dunia terjadi melalui proses perengkahan hidrokarbon, menggunakan bahan bakar fosil sebagai bahan baku. Oleh karena itu, penting untuk mencari sumber energi alternatif sebagai bahan baku produksi etilen.
Kapasitas Perancangan
- Kebutuhan Etilen di Indonesia
- Impor Etilen
- Ekspor etilen
- Produksi Etilen Dalam Negeri
- Ketersediaan Bahan Baku
- Kapasitas Produksi
Dari Gambar 1.1 data permintaan ethylene di Indonesia, karena nilainya fluktuatif atau berfluktuasi, maka dengan metode persentase pertumbuhan dapat diprediksi bahwa permintaan ethylene di Indonesia pada tahun 2025 adalah sebesar 2.742.000 ton/tahun dengan nilai persentase pertumbuhan sebesar 16,6 . Melihat data tersebut, maka kapasitas produksi pabrik ethylene yang ditentukan dari estimasi data market idle untuk ethylene pada tahun 2022 merupakan kapasitas yang berada dalam kisaran kapasitas produksi produsen ethylene yang ada di dunia yaitu antara 60.000 hingga 2.935.000 ton/tahun.
Tinjauan Pustaka
- Etanol
- Etilen
- Pemilihan Proses
- Tinjauan Termodinamika
Pembentukan etilen dari reaksi dehidrasi etanol cukup menguntungkan dengan nilai konversi reaksi mencapai 99% pada tekanan 1 atm. Reaksi diatas merupakan reaksi pembentukan etilen dari etanol, reaksi bekerja pada suhu 200oC dan tekanan 1 atm.
Spesifikasi Produk
Spesifikasi Katalis
Pengendalian kualitas
Pengendalian mutu bahan baku bertujuan untuk mengetahui sejauh mana mutu bahan baku yang digunakan, apakah sudah sesuai dengan spesifikasi yang ditetapkan untuk proses tersebut. Jika kita ingin mencapai kapasitas produksi yang diinginkan maka bahan baku proses harus tersedia dalam jumlah yang cukup, sehingga perlu adanya pengendalian kualitas bahan agar tidak terjadi kekurangan bahan.
Uraian Proses
- Tahap Penyimpanan Bahan Baku
- Tahap Persiapan Bahan Baku
- Tahap Pembentukan Produk
- Tahap Pemisahan Produk
- Tahap Pemurnian Produk
Keluaran kondensor parsial (CD-01) yaitu etilen, etanol dan air kemudian dipisahkan menggunakan menara destilasi (MD-01) dengan kondisi operasi pada menara destilasi yaitu suhu 300C dan tekanan 10,1 atm. . . Keluaran terbawah Menara Distilasi 01 (MD-01) yaitu air dan etanol selanjutnya dialirkan ke Menara Distilasi 02 (MD-02) dengan kondisi operasi yaitu suhu operasi 660C dan tekanan sekitar etanol 0,6 atm daur ulang. .
Spesifikasi Alat Utama
- Spesifikasi Reaktor (R-101)
- Spesifikasi Menara Distilasi 01 (MD-01)
- Spesifikasi Menara Distilasi 02(MD-02)
Spesifikasi Alat Pendukung
- Spesifikasi Vaporizer (VP-01)
- Spesifikasi Condenser Parsial 01 ( CD-01)
- Spesifikasi Condensor Parsial 02 (CD-02)
- Spesifikasi Condensor Total 03 (CD-03)
- Spesifikasi Condensor Total 04 (CD-04)
- Spesifikasi Reboiler 01 (RB-01)
- Spesifikasi Reboiler 02 (RB-02)
- Spesifikasi Akumulator 01 (ACC-01)
- Spesifikasi Akumulator 02 (ACC-02)
- Spesifikasi Tangki Penyimpanan
- Spesifikasi Heat Exchanger
- Spesifikasi Expansion Valve
- Spesifikasi Blower & Compressor
- Spesifikasi Pompa
Tipe Cap and tube Cap and tube Cap and tube Dubbelpyp Cap and Tube.
Lokasi pabrik
Dalam memilih lokasi pabrik, ketersediaan lahan yang memungkinkan perluasan pabrik juga harus diperhatikan. Ketika memilih lokasi pabrik, kemungkinan finansial untuk mendukung pengembangan pabrik, seperti keberadaan pasar, juga harus diperhitungkan.
Tata Letak Pabrik
Selain itu, pendirian pabrik etilen juga tidak akan berdampak pada keselamatan dan kesehatan warga sekitar karena limbah beracun yang dihasilkan pabrik tersebut harus diolah terlebih dahulu sebelum dibuang ke lingkungan. Fleksibilitas dalam merancang tata letak pabrik dengan melihat kemungkinan perubahan pada proses/mesin sehingga perubahan tersebut tidak memerlukan biaya yang tinggi. Area pelayanan antara lain kantin, tempat parkir mobil, musala dan lain sebagainya dirancang secara efisien agar tidak terlalu jauh dari tempat kerja.
Berdasarkan faktor-faktor di atas maka tata letak Pabrik Ethylene untuk penempatan bangunan pada area pabrik antara lain : Merupakan tempat berlangsungnya proses produksi Ethylene, area ini ditempatkan pada tempat yang memudahkan penyediaan bahan baku dari produk tersebut. tempat penyimpanan dan memudahkan pemantauan dan perbaikan peralatan. Kawasan tersebut merupakan lokasi peralatan pendukung produksi seperti air, tenaga listrik, pemanas, bahan bakar dan fasilitas pengolahan limbah.
Sebagai tempat melakukan penelitian dan pengembangan, namun juga sebagai tempat pengendalian kualitas produk dan bahan baku. Tujuan dari area ini adalah untuk kebutuhan pabrik di masa depan, seperti peningkatan kapasitas produksi karena perbaikan produk.
Tata Letak Mesin/Alat (Machines)
Distribusi bahan baku dan produk yang baik akan memberikan manfaat ekonomi yang besar serta mendukung produksi yang lancar dan aman. Penempatan pipa juga harus diperhatikan, dimana pipa yang berada di atas tanah sebaiknya ditempatkan pada ketinggian tiga meter atau lebih, sedangkan pipa yang berada di permukaan tanah disusun sedemikian rupa agar tidak mengganggu lalu lintas pekerjaan. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari terjadinya stagnasi udara di suatu lokasi yang dapat mengakibatkan penumpukan bahan kimia berbahaya.
Saat merancang tata letak peralatan, perhatian harus diberikan untuk memastikan bahwa pekerja dapat menjangkau semua peralatan proses dengan cepat dan mudah. Dalam memasang peralatan proses di pabrik, dilakukan upaya untuk menekan biaya operasional dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik sehingga dapat menguntungkan dari segi ekonomi. Peralatan proses dengan suhu dan tekanan tinggi harus disimpan terpisah dari peralatan proses lainnya.
Pemeliharaan berguna untuk menjaga peralatan dan fasilitas pabrik dengan cara merawat dan memperbaiki peralatan agar produksi dapat berjalan dengan lancar dan produktivitas tinggi sehingga target produksi dan spesifikasi bahan baku yang diharapkan dapat tercapai.
Tata Letak Alat Proses
Biaya material handling akan lebih rendah dan hal ini akan mengurangi/menghindari pengeluaran pada barang-barang yang tidak penting. Jika tata letak peralatan ditata sesuai urutan proses maka proses produksi akan berjalan dengan lancar sehingga perusahaan tidak perlu membeli alat transportasi tambahan sehingga lebih efisien. Karyawan memperoleh kenyamanan dalam bekerja sehingga semangat kerja meningkat sehingga produktivitas kerja pun semakin tinggi.
Tempatkan peralatan pada tempat yang cukup, sehingga terdapat ruang untuk pemeliharaan, perbaikan atau penggantian peralatan. Penempatan alat kendali atau alat bantu pada alat atau pipa aliran proses dapat tercapai atau terlihat jelas untuk pemantauan proses. Letak setiap alat diusahakan untuk memberikan kebebasan bergerak kepada pekerja dalam melakukan kegiatan produksi.
Hal ini dikarenakan pemeliharaan peralatan merupakan hal yang penting agar peralatan dapat berfungsi dengan baik dan awet. Penempatan perkakas yang baik akan memberikan ruang yang cukup untuk perbaikan dan pembersihan peralatan.
Aliran Proses dan Material
- Neraca Massa Alat
- Neraca Energi Alat
- Diagram Alir Kualitatif
- Diagram Alir Kuantitatif
Perawatan (Maintenance)
Bahan baku yang kualitasnya buruk dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan sehingga perlu dilakukan pembersihan terhadap peralatan tersebut. Dengan memanfaatkan tenaga kerja terampil maka pekerjaan juga akan terlaksana dengan baik sehingga dapat meminimalisir kerusakan pada peralatan proses.
Pelayanana Teknik (Utilitas)
- Unit Penyediaan dan Pengolahan Air
- Unit Pengolahan Air
- Kebutuhan Air
- Unit Penyedia Dowtherm A
- Unit Pembangkit Steam (Steam Generation System)
- Unit Pembangkit Listrik (Power Plant System)
- Unit Penyedia Udara Tekan
- Unit Penyedia Bahan Bakar
- Unit Pengolahan Limbah
Air sumur, air sungai, air danau, dan air laut biasa digunakan untuk memenuhi kebutuhan air pabrik. Fasilitas ini berfungsi untuk mendistribusikan air murni ke tempat penyimpanan sementara dan satu atau lebih titik distribusi. Air yang akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan air operasional pabrik ethylene yang telah dirancang sebelumnya adalah air yang berasal dari Sungai Bengawan Solo yang terletak di Kabupaten Karanganyar dan masih mengandung pasir, mineral, ion dan kotoran sehingga harus melalui proses pengaplikasian terlebih dahulu. .
Air yang berasal dari Sungai Bengawan Solo akan diolah di unit pengolahan air dengan tahapan pengolahan sebagai berikut. Sumber air yang diambil dari Sungai Bengawan Solo yang letaknya dekat lokasi pabrik akan diolah terlebih dahulu agar spesifikasinya sesuai ketentuan. Air yang telah mengalami proses demineralisasi (polishing water) akan dipompa ke dalam deaerator dan akan diinjeksikan larutan hidrazin (N2H4) untuk mengikat oksigen yang masih ada di dalam air.
Pabrik berencana membangun 20 rumah, perkiraan kebutuhan air 10.000 kg/jam. Air yang berasal dari treatment plant yang akan digunakan untuk memberi makan boiler terlebih dahulu disesuaikan dengan kadar silika, O2, Ca dan Mg yang masih terkandung dengan menambahkan bahan kimia ke dalam tangki air umpan boiler.
Spesifikasi Alat – Alat Utilitas
Fungsi : Mengendapkan kotoran dalam bentuk dispersi koloidal dalam air dengan menambahkan koagulan untuk memadatkan kotoran. Fungsi : Mengendap sedimen berupa serpihan yang terbawa dari air sungai melalui proses flokulasi (penghilangan flokulasi). Fungsi : Mengendapkan sedimen berbentuk serpihan yang terbawa proses flokulasi dari air sungai (memberikan peluang terjadinya proses flokulasi ke-2).
Fungsi : Menghilangkan kesadahan air yang disebabkan oleh kation seperti Ca dan Mg, serta anion seperti Cl, SO4 dan NO3.
Organisasi Perusahaan
- Bentuk Organisasi Perusahaan
- Manajemen Perusahaan
- Bentuk Hukum Badan Usaha
- Uraian Tugas, Wewenang, dan Tanggung Jawab
- Struktur Tenaga Kerja
- Jumlah Karyawan dan Tingkat Pendidikan
- Keselamatan Kerja
Pemegang saham dapat memilih orang-orang berbakat sebagai dewan direksi dan kepala eksekutif yang berpengalaman. Dalam melaksanakan tugasnya, Direktur Jenderal dibantu oleh enam orang Kepala Bagian (Kabag), yaitu Kepala Bagian Umum, Kepala Bagian Keamanan, dan Kepala Bagian Humas. Dalam melaksanakan tugasnya, Direktur Jenderal dibantu oleh enam kepala departemen (Kabag), yaitu Manajer Keuangan, Manajer Administrasi, Manajer Personalia, dan Manajer Pemasaran.
Setiap karyawan akan mendapatkan asuransi yang diatur oleh perusahaan, sesuai dengan Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 40 Tahun 2004 tentang Sistem Jaminan Sosial Nasional Pasal 18. Setiap karyawan tetap akan mendapatkan cuti kerja selama 15 hari per tahun dan tidak berlaku secara kumulatif. Hak-hak yang diterima pegawai harus diimbangi dengan kewajiban yang harus diberikan oleh setiap pegawai.
Oleh karena itu diperlukan adanya tenaga ahli di bidang lingkungan kerja (K3) yang fungsinya untuk melatih seluruh pekerja khususnya pekerja di area produksi agar sadar akan keselamatan kerja. Perusahaan juga menyediakan beberapa jenis alat pelindung diri (APD) kepada setiap karyawannya, dan setiap karyawan wajib memakainya di area produksi.
Evaluasi Ekonomi
- Penaksiran Harga Alat
- Dasar Perhitungan
- Analisa Kelayakan
- Hasil Perhitungan
- Hasil Analisa Kelayakan
- Analisa Resiko Pabrik
Pabrik Ethylene ini beroperasi dalam satu tahun produksi yaitu 330 hari dan tahun evaluasi 20 hari. Dalam analisa ekonomi sudah memperhitungkan harga peralatan dan harga-harga lainnya pada tahun analisa. Dengan menggunakan persamaan di atas, maka dapat dicari indeks harga pada tahun desain, dalam hal ini tahun ke-20, yaitu sebesar 668.072.
Penanaman modal adalah jumlah biaya yang diperlukan untuk pembangunan fasilitas pabrik dan pengoperasiannya. Investasi modal kerja adalah biaya yang diperlukan untuk menjalankan usaha atau modal untuk menjalankan operasional suatu pabrik dalam jangka waktu tertentu. Jumlah tahun yang berlalu sebelum faktur diterima yang melebihi investasi awal atau jumlah tahun yang diperlukan agar penanaman modal menghasilkan keuntungan sebelum dikurangi penyusutan.
Pendirian Pabrik Ethylene ini memerlukan perencanaan dan analisa keuangan yang baik untuk menentukan apakah pabrik ini layak untuk didirikan atau tidak. Di bawah ini adalah berbagai parameter untuk melihat apakah Pabrik Ethylene merupakan pabrik yang berisiko rendah atau tinggi.
Kesimpulan
Saran
Geankoplis, J.C., 1978, "Transport Process and Unit Operation" Third Edition, Prentice Hall International Inc., United States of America. Pembuatan Ethylen the Katalis Berbasis Dipromote of Logam Cr and Co dalam Reaktor Fixed Bed. Smith, J.M., Van Ness, H.G., and Abbott, M., 1997, "Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics", Sixth Ed., New York: McGraw Hill Book Companies, Inc.
Yaws, C.L., 1999, “Buku Pegangan Sifat Kimia Sifat Fisika, Termodinamika, Lingkungan, Transportasi, Keselamatan, dan Kesehatan Untuk Bahan Kimia Organik dan Anorganik”, New York: McGraw Hill Book Companies, Inc. Persamaan yang paling umum digunakan untuk menghitung penurunan tekanan pada reaktor unggun tetap adalah persamaan Ergun. Karena reaksinya eksotermik, maka aliran gas dalam pipa bersifat turbulen, sehingga koefisien perpindahan panasnya semakin panas dan besar.
Pengaruh perbandingan Dp/Dt terhadap koefisien perpindahan panas pada tabung yang berisi butiran katalis dibandingkan dengan tabung kosong yaitu hw/h dipelajari oleh Colburn's (Smith, halaman 571), yaitu. Dengan demikian, turbulensi yang terjadi pada aliran fluida pada shell menjadi besar sehingga akan meningkatkan koefisien perpindahan panas konveksi (ho).
