TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK GLYCEROL DARI ALLYL ALCOHOL DAN HYDROGEN PEROXIDE KAPASITAS TON/TAHUN. Oleh:

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK GLYCEROL DARI ALLYL ALCOHOL DAN HYDROGEN PEROXIDE KAPASITAS TON/TAHUN Oleh: 1. RANI CAHYANI FAJARYATUN 2. THERECIA WULAN SUKARDI NIM. I NIM. I PROGRAM STUDI S1 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015

2 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur Penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang hanya oleh anugerah dan rahmat-nya, kami selaku Penulis dapat menyelesaikan tugas akhir Prarancangan Pabrik Gliserol Dari Alil Alkohol dan Hidrogen Peroksida Kapasitas ton/tahun. Dalam Penyusunan tugas akhir ini Penulis memperoleh banyak bantuan berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Kepada orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi, dan semangat yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah. 2. Dr. Margono, S.T., M.T., selaku Kepala Program Studi S1 Teknik Kimia FT UNS. 3. Mujtahid Kaavessina., S.T.,M.T., PhD., selaku Dosen Pembimbing I dan Yoseph Calasanctius Danarto, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan bantuan dalam penyusunan tugas akhir ini. 4. Dr. Adrian Nur, S.T., M.T., dan Ir. Paryanto. M.S. selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah berkenan memberikan masukan dalam penyelesaian Tugas Akhir. 5. Seluruh dosen dan staf Program Studi S1 Teknik Kimia atas bimbingan dan bantuannya selama Penulis menempuh pendidikan. 6. Teman-teman mahasiswa Program Studi S1 Teknik Kimia, khususnya angkatan 2011 dan seluruh civitas akademika Program Studi S1 Teknik Kimia yang telah memberikan banyak bantuan penyusunan tugas akhir. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu Penulis membuka diri terhadap segala kritik dan saran yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca sekalian Surakarta, Juli 2015 Penulis iii

3 INTISARI Therecia Wulan Sukardi, 2015, Prarancangan Pabrik Glycerol dari Allyl Alcohol dan Hydrogen Peroxide Kapasitas Ton/Tahun, Program Studi S1 Teknik Kimia, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Gliserol (C 3 H 8 O 3 ) mempunyai peranan dalam industri komestik yang menghasilkan produk perawatan pribadi seperti sabun dan produk perawatan kulit dan rambut. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri yang masih harus diimpor dari luar negeri dan adanya peluang ekspor yang masih terbuka, maka dirancang Pabrik Gliserol kapasitas ton/tahun dengan bahan baku Alil Alkohol (1- hidroksi-propanol) (C 3 H 6 O) sebanyak ,38 ton/tahun diperoleh dari Daicel Chemical Industries dan Hidrogen Peroksida (H 2 O 2 ) sebanyak ,62 ton/tahun diperoleh dari PT. Peroksida Indonesia Pratama dan PT Degussa Peroxide Indonesia. Pabrik direncanakan berdiri di kawasan industri Karawang, Jawa Barat pada tahun Gliserol dibuat dengan cara mereaksikan alil alkohol dan hidrogen peroksida dengan katalis tungstat acid pada suhu 70 ºC dan tekanan 1 atm di dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) seri 3, dengan kondisi isotermal dan dilengkapi koil pendingin. Reaksi yang terjadi bersifat eksotermis. Konversi gliserol untuk reaksi ini adalah 88,40%, sedangkan yield adalah 100 %. Tahapan proses meliputi penyiapan bahan baku alil alkohol dan hidrogen peroksida, reaksi pembentukan gliserol dalam RATB, pemisahan katalis dengan produk di centrifuge pada suhu 70 ºC dan tekanan 1 atm dan pemurnian produk di menara distilasi. Produk atas menara distilasi berupa alil alkohol, hidrogen peroksida, air dan gliserol pada suhu 100 ºC dan produk bawah berupa alil alkohol, hidrogen peroksida, air dan gliserol dengan kemurnian 99,5% berat pada suhu 266 ºC Unit pendukung proses meliputi unit pengadaan air (air pendingin, umpan boiler, konsumsi umum dan sanitasi) yang bersumber dari KIIC dengan kebutuhan sebesar kg/jam, unit pengadaan steam dengan kebutuhan ,46 kg/jam, unit pengadaan udara tekan sebesar 50 m 3 /jam, unit pengadaan listrik sebesar 215 kw dari PLN dan generator sebesar 750 kw sebagai cadangan listrik, serta unit pengadaan bahan bakar dari Solar IDO sebesar 7.571,59 L/jam. Pabrik juga didukung laboratorium yang mengontrol mutu bahan baku dan produk serta limbah pabrik berupa cairan. Bentuk perusahaan yang dipilih adalah Perseroan Terbatas (PT). Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non-shift. Jumlah karyawan keseluruhan adalah 146 orang, dimana karyawan shift berjumlah 84 orang dan karyawan non-shift 62 orang. Hasil analisis ekonomi didapatkan Rate of Return (ROI) sebesar 48,61 % sebelum pajak dan 34,03 % sesudah pajak. Pay Out Time (POT) didapatkan sebesar 1,77 tahun sebelum pajak dan 2,38 tahun sesudah pajak. Break Even Point (BEP) sebesar 47,18 %, Shut Down Point (SDP) sebesar 35,23 %, dan Discounted Cash Flow (DCF) sebesar 20,06 %. Dari hasil analisa ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik gliserol layak untuk didirikan. xiii

4 DAFTAR ISI Halaman Judul... Lembar Pengesahan... Kata Pengantar... Daftar Isi... Daftar Tabel... Daftar Gambar... Intisari... BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Pendirian Pabrik Kapasitas Rancangan Kebutuhan Gliserol di Indonesia Ketersediaan Bahan Baku Kapasitas Komersial Pabrik Gliserol Pemilihan Lokasi Pabrik Faktor Primer Bahan Baku Pemasaran Utilitas Tenaga Kerja Transportasi dan Telekomunikasi Faktor Sekunder commit Buangan to Pabrik user... I ii iii iv v vi vii iv-1

5 BAB II Kebijakan Pemerintah Tanah dan Iklim Keamanan Masyarakat Tinjauan Pustaka Macam macam Proses Pembuatan Gliserol Kegunaan Produk Sifat Sifat Bahan Bahan Baku Alil Alkohol Bahan Baku Hidrogen Peroksida Katalis Asam Tungstat Produk Gliserol Tinjauan Proses... DESKRIPSI PROSES Spesifikasi Bahan Baku dan Produk Spesifikasi Bahan Baku Spesifikasi Katalis Spesifikasi Produk Gliserol Konsep Proses Dasar Reaksi Mekanisme Reaksi Tinjauan Kinetika Tinjauan Termodinamika Kondisi Operasi iv-2

6 BAB III BAB IV 2.3. Diagram Alir Proses dan Langkah Proses Diagram Alir Kuantitatif Diagram Alir Kualitatif Diagram Alir Proses Deskripsi Proses Tahap Pembentukan Produk Tahap Pemurnian Produk Neraca Massa dan Neraca Panas Neraca Massa Neraca Panas Lay Out Pabrik dan Lay Out Peralatan Proses Lay Out Pabrik Lay Out Peralatan... SPESIFIKASI PERALATAN PROSES Reaktor Centrifuge Menara Distilasi Tangki Heat Exchanger Pompa Belt Conveyor... UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM Unit Pendukung Proses iv-3

7 BAB V Unit Pengadaan Air Air Pendingin Air Umpan Boiler Air Konsumsi Umum dan Sanitasi Unit Pengadaan Steam Unit Pengadaan Udara Tekan Unit Pengadaan Listrik Unit Pengadaan Bahan Bakar Laboratorium... MANAJEMEN PERUSAHAAN Bentuk Perusahaan Struktur Organisasi Tugas dan Wewenang Pemegang Saham Dewan Komisaris Dewan Direksi Staf Ahli Penelitian dan Pengembangan (Litbang) Kepala Bagian Kepala Seksi Pembagian Jam Kerja Karyawan Status Karyawan dan Sistem Upah Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji iv-4

8 BAB VI Penggolongan Jabatan Jumlah Karyawan dan Gaji Kesejahteraan Sosial Karyawan... ANALISA EKONOMI Penaksiran Harga Peralatan Penentuan Total Capital Investment (TCI) Biaya Produksi Total (Total Production Cost) Keuntungan (Profit) Fixed Capital Investment (FCI) Working Capital Investment (WCI) Total Capital Investment (TCI) Indirect Manufacturing Cost (IMC) Fixed Manufaccturing Cost (FMC) Total Maufacturing Cost (TMC) General Expense (GE) Total Production Cost (TPC) Analisa Kelayakan DAFTAR PUSTAKA... viii LAMPIRAN iv-5

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Grafik Kebutuhan Gliserol untuk Konsumsi di Indonesia... 3 Gambar 1.2. Peta Kota Karawang... 9 Gambar 1.3. Lokasi Pabrik Gliserol... 9 Gambar 2.1. Skema Mekenisme Reaksi Gambar 2.2. Reaktor RATB Gambar 2.3. Diagram Alir Kualitatif Gambar 2.4. Diagram Alir Kuantitatif Gambar 2.5. Diagram Alir Proses Gambar 2.6. Lay out Pabrik Gambar 2.7. Lay out Alat Gambar 4.1. Skema Pengolahan Air Umpan Boiler Gambar 5.1. Struktur Organisasi Pabrk Gliserol Gambar 6.1. Grafik Linierisasi Indeks Harga Gambar 6.2. Grafik Analisa Kelayakan vi

10 DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Data Kebutuhan Gliserol untuk Konsumsi di Indonesia... 3 Tabel 1.2 Perbandingan Proses proses Pembuatan Gliserol Tabel 1.3 Kegunaan Gliserol Tabel 2.1 Perbandingan Mol Reaktan dan Produk Tabel 2.2 Neraca Massa Reaktor R Tabel 2.3 Neraca Massa Reaktor R Tabel 2.4 Neraca Massa Reaktor R Tabel 2.5 Neraca Massa Centrifuge CF Tabel 2.6 Neraca Massa Menara Distilasi MD Tabel 2.7 Neraca Massa Total Tabel 2.8 Neraca Panas Umpan dan Produk Reaktor R Tabel 2.9 Neraca Panas Total Reaktor R Tabel 2.10 Neraca Panas Umpan dan Produk Reaktor R Tabel 2.11 Neraca Panas Total Reaktor R Tabel 2.12 Neraca Panas Umpan dan Produk Reaktor R Tabel 2.13 Neraca Panas Total Reaktor R Tabel 2.14 Neraca Panas Centrifuge CF Tabel 2.15 Neraca Panas Total Centriifuge CF Tabel 2.16 Neraca Panas Menara Distilasi MD Tabel 2.17 Neraca Panas Overall Tabel 3.1 Spesifikasi Reaktor Tabel 3.2 Spesifikasi Centrifuge Tabel 3.3 Spesfikasi Menara Distiliasi Tabel 3.4 Spesifikasi Tangki Tabel 3.5 Spesifikasi Heat Exchanger Tabel 3.6 Spesifikasi Pompa Tabel 3.7 Spesifikasi Belt Conveyor Tabel 4.1 Jumlah Kebutuhan Air Pendingin Tabel 4.2 Jumlah Kebutuhan Air commit Proses... to user 74 v-1

11 Tabel 4.3 Jumlah Kebutuhan Air yang harus dibeli Tabel 4.4 Kebutuhan Listrik Untuk Keperluan Proses dan Pengolahan Air 81 Tabel 4.5 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan Tabel 4.6 Total Kebutuhan Listrik Pabrik Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift Tabel 5.2 Perincian Jumlah Karyawan Tabel 5.3 Perincian Karyawan Shift Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan Tabel 6.1 Indeks Harga Alat Tabel 6.2 Fixed Capital Investment Tabel 6.3 Working Capital Investment Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost Tabel 6.7 General Expense Tabel 6.8 Analisa Kelayakan vi-2