HALAMAN JUDUL TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK BIOAVTUR DARI CRUDE PALM OIL DENGAN PROSES UNIVERSAL OIL PRODUCT (UOP) KAPASITAS 87.

Transkripsi

1 HALAMAN JUDUL TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK BIOAVTUR DARI CRUDE PALM OIL DENGAN PROSES UNIVERSAL OIL PRODUCT (UOP) KAPASITAS TON/TAHUN Dwi Hantoko Oleh: Muflih Arisa Adnan I I JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013 i

2 LEMBAR PENGESAHAN ii

3 KATA PENGANTAR Alhamdulillah puji syukur kepada Allah SWT karena rahmat dan hidayah- Nya, laporan tugas akhir dengan judul Prarancangan pabrik bioavtur dari crude palm oil dengan proses Universal Oil Product (UOP) kapasitas ton/tahun selesai. Dalam penyusunan tugas akhir ini, bantuan baik berupa dukungan moral maupun material dari berbagai pihak turut mendukung penyelesaiannya. Karena itu, Ucapan terima kasih ditujukan kepada kedua orang tua yang telah memberikan kami banyak dukungan baik moral dan material, Dr. Margono sebagai dosen pembimbing I dan Dr. Sunu Herwi Pranolo selaku dosen pembimbing II, Alumni Jurusan Teknik Kimia UNS Joko Waluyo, S.T., M.T., Aryo Wahyu Wicaksono, S.T, dan Eko Nugroho Budi Santosa, S.ST., telah bersedia berbagi ilmu, informasi, dan pengalaman. Teman-teman mahasiswa khususnya Abdul Kadir, Agnes, Wawan, Yanuar, Barkah, Wulan, Grata, dan Ikbal telah memberikan banyak bantuan penyusunan tugas akhir ini. Laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, jadi saran dan kritik membangun sangat diharapkan. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat. Surakarta, April 2013 Penulis iii

4 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR TABEL... vi DAFTAR GAMBAR... ix INTISARI... x BAB I PENDAHULUAN... 1 I.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik... 1 I.2 Kapasitas Perancangan... 3 I.3 Penentuan Lokasi Pabrik... 5 I.4 Tinjauan Pustaka... 7 I.5 Kegunaan Produk... 9 I.6 Sifat Fisika dan Kimia Bahan Baku dan Produk BAB II DESKRIPSI PROSES II.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk II.2 Konsep Reaksi II.3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses II.4 Lay Out Pabrik dan Peralatan BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV.1 Unit Pengadaan Air IV.2 Unit Pengadaan Steam dan Bahan bakar IV.3 Unit Pengadaan Udara Tekan IV.4 Unit Pengadaan Listrik IV.5 Unit Pengolahan limbah IV.6 Unit Laboratorium BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN V.1 Bentuk Perusahaan V.2 Struktur Organisasi iv

5 V.3 Tugas dan Wewenang V.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan dan Gaji karyawan BAB VI ANALISA EKONOMI DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A SIFAT FISIS BAHAN LAMPIRAN B NERACA MASSA LAMPIRAN C NERACA PANAS LAMPIRAN D PERANCANGAN REAKTOR LAMPIRAN E ANALISIS EKONOMI v

6 DAFTAR TABEL Tabel I.1 Lahan perkebunan kelapa sawit dan produksi CPO di Indonesia... 5 Tabel I.2 Faktor pemilihan lokasi pabrik... 5 Tabel II.1 Spesifikasi bahan bakar avtur dan bioavtur Tabel II.2 Spesifikasi biodiesel dan AGO Tabel II.3 Spesifikasi nafta Tabel II.4 Persentase berat hasil proses hydrockracking Tabel II.5 Kondisi perancangan operasi reaktor Tabel II.6 Neraca massa total Tabel II.7 Neraca panas total dari A01-M01 sampai A03-LSV Tabel II.8 Neraca panas total dari A03-LSV01 sampai cooler produk Tabel III.1 Spesifikasi tangki Tabel III.2 Spesifikasi heat exchanger Tabel III.3 Spesifikasi menara fraksinasi Tabel III.4 Spesifikasi fired heater (furnace) Tabel III.5 Spesifikasi liquid gas separator Tabel III.6 Spesifikasi reaktor Tabel III.7 Spesifikasi mixer Tabel III.8 Spesifikasi pompa Tabel IV.1Spesifikasi boiler Tabel IV.2 Kebutuhan daya listrik proses dan utilitas Tabel IV.3 Total kebutuhan daya listrik pabrik Tabel V.1 Perincian kualifikasi, jumlah, dan gaji karyawan non shift Tabel V.2 Perincian kualifikasi, jumlah, dan gaji karyawan shift Tabel V.3 Jadwal regu shift Tabel A.1 Critical Properties Tabel A.2 Kapasitas panas cairan Tabel A.3 Kapasitas panas gas Tabel A.4 Panas penguapan Tabel A.5 Densitas Tabel A.6 Viskositas vi

7 Tabel B.1 Persentase berat produk reaktor...62 Tabel B.2 Neraca massa di A01-M Tabel B.3 Neraca massa di A01-M Tabel B.4 Neraca massa di sekitar A01-F Tabel B.5 Neraca massa di sekitar A02-R Tabel B.6 Neraca massa di sekitar A02-R Tabel B.7 Umpan masuk A03-LSV Tabel B.8 Perhitungan neraca massa di sekitar A03-LSV Tabel B.9 Neraca massa di sekitar A03-LSV Tabel B.10 Data light ends Tabel B.11 Data distilasi TBP (Total boiling point) Tabel B.12 Kondisi operasi furnace A03-FR Tabel B.13 Kebutuhan tray pada menara fraksinasi atmosferis Tabel B.14 Susunan tray Tabel B.15 Neraca massa di sekitar A03-ADU Tabel C.1 Perhitungan neraca panas arus Tabel C.2 Neraca panas di sekitar A01-M Tabel C.3 Neraca panas di sekitar A01-M Tabel C.4 Neraca panas di sekitar A01-F Tabel C.5 Neraca panas di sekitar A01-FC Tabel C.6 Neraca panas di sekitar A02-R Tabel C.7 Neraca panas di sekitar A02-R Tabel C.8 Neraca panas di sekitar A03-HE Tabel C.9 Neraca panas di sekitar A03-LSV Tabel C.10 Neraca panas di sekitar A03-FR Tabel C.11 Neraca panas di sekitar A03-ADU Tabel C.12 Neraca panas di sekitar A03-HE Tabel C.13 Neraca panas di sekitar A03-HE Tabel C.14 Neraca panas di sekitar A03-HE Tabel C.15 Neraca panas di sekitar A03-HE Tabel C.16 Neraca panas di sekitar commit A03-HE07 to user vii

8 Tabel D.1 Tinggi menara fraksinasi Tabel D.2 Ringkasan dimensi menara fraksinasi A03-ADU Tabel D.3 Berat menara fraksinasi Tabel E.1 Indeks harga alat tahun Tabel E.2 Daftar harga alat pada area 1 dan Tabel E.3 Daftar harga alat pada area 3 dan Tabel E.4 Daftar harga alat pada utilitas dan pembangkit listrik Tabel E.5 Komponen Physical Plant Cost (PPC) Tabel E.6 Komponen direct plant cost (DPC) Tabel E.7 Komponen fix capital investment (FCI) Tabel E.8 Komponen working capital Tabel E.9 Komponen fix capital investment (FCI) Tabel E.10 Komponen direct manufacturing cost Tabel E.11 Biaya bahan baku untuk 1 tahun produksi (330 hari) Tabel E.12 Gaji karyawan berdasarkan jabatan Tabel E.13 Gaji karyawan berdasarkan jabatan (lanjutan) Tabel E.14 Biaya utilitas selama 1 tahun Tabel E.15 Indirect manufacturing cost Tabel E.16 Fixed manufacturing cost Tabel E.17 Total manufacturing cost Tabel E.18 General expense Tabel E.19 Total production cost Tabel E.20 Kesimpulan analisa kelayakan ekonomi viii

9 DAFTAR GAMBAR Gambar I.1 Kecenderungan produksi, konsumsi, dan impor avtur di Indonesia... 3 Gambar I.2 Peta lokasi pabrik... 6 Gambar II.1 (a) Reaksi hydrotreating, (b)reaksi hydrocracking Gambar II.2 Diagram alir kualitatif Gambar II.3 Diagram alir kuantitaif Gambar II.4 Diagram alir proses Gambar II.5 Tata letak pabrik Gambar II.6 Tata letak alat pabrik Gambar IV.1 Skema pengolahan air Gambar IV.2 Grafik analisa kelayakan Gambar V.1 Struktur organisasi Gambar B.1 Blok diagram tangki A01-M Gambar B.2 Blok diagram tangki A01-M Gambar B.3 Blok diagram A01-F Gambar B.4 Blok diagram A02-R Gambar B.5 Blok diagram A02-R Gambar B.6 Blok diagram A03-LSV Gambar B.7 Blok diagram A03-ADU Gambar D.1 Algoritma perhitungan dimensi reaktor Gambar D.2 Sketsa reaktor A02-R01 tampak samping Gambar D.3 Sketsa reaktor A02-R02 tampak samping Gambar E.1Grafik analisa kelayakan ix

10 INTISARI Dwi Hantoko, Muflih Arisa Adnan, 2013, Prarancangan Pabrik Bioavtur dari Crude Palm Oil dengan Proses Universal Oil Product (UOP) Kapasitas ton/tahun. Program Studi S1 Reguler, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Luas perkebunan kelapa sawit di Indonesia adalah 7,8 juta ha dan 28% perkebunan berada di Provinsi Riau. Hal ini membuat Indonesia menjadi produsen crude palm oil (CPO) utama di dunia dengan total produksi rata-rata sebesar 22,5 juta ton/tahun pada tahun Pemerintah Indonesia mendukung nilai tambah bahan baku terutama CPO berdasarkan PP No. 33 tahun 2011 terkait dengan implementasi teknologi pengolahan CPO. Crude palm oil dapat diolah menjadi komoditas yang mempunyai nilai tinggi seperti produk makanan, fine chemicals, maupun biofuel seperti bioavtur sebagai bahan bakar pesawat terbang. Secara tipikal CPO terdiri dari trigliserida dan FFA. Dengan menggunakan proses UOP, CPO direaksikan dengan H 2 membentuk alkana rantai panjang melalui reaksi hydrotreating dan akan dilanjutkan reaksi hydrocracking yang akan menghasilkan produk sesuai jumlah rantai karbon masing-masing. Umpan sebesar 2,76 ton CPO dapat menghasilkan 1 ton bioavtur. Selain itu membutuhkan 0,31 ton hidrogen/ton produk (kemurnian 97%), asam fosfat 85% (H 3 PO 4 ) 0,002 ton/ton produk, bleaching earth 0,033 ton/ton produk. Reaksi berlangsung dengan bantuan katalis UOP pada suhu o C dan tekanan kpa di dalam reaktor single bed multitube. Kebutuhan utilitas meliputi steam sebanyak 1,53 ton/ton produk, air pendingin 109,6 m 3 /ton produk, listrik 45,47 kwh/ton produk, udara tekan 4,62 Nm 3 /ton produk, dan bahan bakar tail gas 0,12 ton/ton produk. Lokasi pabrik direncanakan di Dumai Riau dan dibangun di atas tanah seluas m 2, pabrik beroperasi selama 24 jam per hari dan 330 hari per tahun dengan kebutuhan tenaga kerja 6,03 manhour/ton produk. Selain menghasilkan bioavtur, proses ini juga menghasilkan nafta ton/tahun, atmospheric gas oil (AGO) ton/tahun, biodiesel ton/tahun, dan listrik MWh/tahun. Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non shift. Pabrik direncanakan mulai konstruksi di awal 2014 dan bisa beroperasi pada awal tahun 2016 dengan umur pabrik 10 tahun. Dengan harga jual produk Rp29.200,-/liter, harga beli CPO Rp ,-/ton, biaya produksi Rp ,-/galon, dan modal tetap pabrik sebesar Rp ,- maka analisa kelayakan menunjukkan bahwa ROI sebelum pajak 40,18% dan setelah pajak 30,13%. POT sebelum pajak tahun sebesar 1,99 tahun dan setelah pajak 2,49 tahun, BEP 59,99%, SDP 46,05% dan DCF sebesar 15,84%. Berdasarkan nilai parameter-parameter tersebut maka pabrik ini layak dipertimbangkan untuk realisasi pembangunannya. x