Pra Rancangan Pabrik Butylene Oxide dari Butylene Kapasitas ton/tahun LAPORAN TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 LAPORAN TUGAS AKHIR Prarancang Pabrik Butylene Oxide dari Butylene kapasitas ton/ tahun Di susun Oleh : Atik Nurgiyati ( I ) D a r u p i ( I ) BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Industri kimia merupakan sektor industri yang sangat penting dan banyak memberikan pemasukan bagi negara. Sejalan dengan kemajuan zaman, maka kebutuhan bahan kimia pun semakin meningkat.kebutuhan itu dapat dipenuhi dengan membangun Industri kimia baru untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Butylene Oxide merupakan bahan kimia yang masih diimpor saat ini. Butylene Oxide dimanfaatkan sebagai bahan intermediate dalam pembuatan polieter, butilen glikol, aminobutanol, epoxyresin, urethane polyols, dan nonionic surfactants. Butylene Oxide juga digunakan sebagai stabilizer untuk klorinasi hidrokarbon dan eter. ( Ref : ) Berdasarkan data dari Badan Pusat Statistik Indonesia, sampai saat ini Indonesia masih mengimpor keseluruhan kebutuhan Butylene Oxide dan diperkirakan kebutuhan Butylene Oxide pada tahun 2010 sebesar kg. Sehingga perlu didirikan pabrik Butylene Oxide di Indonesia untuk memenuhi kebutuhan domestik karena prospek pemasarannya masih cukup luas dan menguntungkan. I.2. Kapasitas Rancangan Pendahuluan 1-1

2 Dalam menentukan kapasitas rancangan perlu dipertimbangkan beberapa faktor, diantaranya perkembangan kebutuhan Butylene Oxide di Indonesia dan ketersediaan bahan baku karena bahan baku masih impor. Perkembangan konsumsi Butylene Oxide di Indonesia dapat dilihat dari data impor Butylene Oxide pada Tabel 1.1. Table 1.1. Perkembangan Impor Butylene Oxide Tahun Tahun Indeks Tahun Jumlah (kg) ( Sumber: Biro Pusat Statistik Indonesia, ) Untuk menentukan kapasitas pabrik pada tahun 2010 dipergunakan persamaan regresi linear y = ax + b, di mana y = Jumlah kebutuhan Butylene Oxide (kg). x = Indeks tahun. x y x*y x , , ,616, ,011, ,505, ,126, ,154, ,298, Dari perhitungan menggunakan persamaan regresi linear diperoleh persamaan : Pendahuluan 1-2

3 y = 1E+06x , dan dengan memasukkan harga indeks tahun (x ) ke persamaan tersebut dapat di perkirakan kebutuhan Butylene Oxide di Indonesia pada tahun 2010 sebesar kg. GRAFIK PERKEMBANGAN KEBUTUHAN BUTYLENE OXIDE di INDONESIA 9,000,000 8,000,000 Jumlah (kg) 7,000,000 6,000,000 5,000,000 4,000,000 3,000,000 2,000,000 1,000,000 0 y = 1E+06x Indeks Tahun Gb. 1.1 Grafik Perkembangan Kebutuhan Butylene Oxide di Indonesia Kapasitas pabrik butylene di USA pada tahun 2003 dapat dilihat pada tabel 1.2 di bawah ini : Tabel 1.2. Produksi Butylene di USA tahun 2003 Produsen Lokasi Kapasitas (lb / tahun) BP Chemicals Texas ChevronPhillips Chemical Cedar Bayou, Texas ExxonMobil Baytown, Texas Shell Chemicals Geismar, Los Angles Texas Petrochemicals Texas Pendahuluan 1-3

4 Total ( Sumber : ) Diperkirakan prodiksi Butylene di dunia mengalami peningkatan sebesar 2 % / tahun. Sehingga produksi yang ada masih mencukupi kebutuhan bahan baku untuk pembuatan Butylene Oxide. Pabik Butylene Oxide yang akan didirikan direncanakan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, sehingga dipilih kapasitas rancangan sebesar ton / tahun. I.3. Lokasi Pabrik Pabrik Butylene Oxide dengan kapasitas ton / tahun ini direncanakan akan didirikan di daerah Gresik, Jawa Timur. Pertimbangan pemilihan lokasi adalah sebagai berikut : 1. Bahan baku Bahan baku Butylene masih harus diimpor dari USA, sehingga lokasi pabrik dipilih yang dekat dengan pelabuhan. 2. Fasilitas transportasi Jalan raya dan rel kereta api sudah tersedia di daerah ini. Letak pelabuhan relatif dekat, sehingga pengangkutan bahan baku, alat-alat pabrik ataupun produk lebih mudah. 3. Ketersediaan utilitas Penyediaan air untuk utilitas mudah dan murah karena kawasan ini dekat sungai besar. Sarana yang lain seperti bahan bakar dan listrik dapat diperoleh dengan cukup mudah 4. Pembuangan limbah Limbah yang sudah diolah sampai dibawah ambang batas yang ditentukan dapat dibuang ke sungai. 5. Ketersediaan tenaga kerja Tenaga kerja dengan tingkat pendidikan yang memadai cukup tersedia dari daerah disekitarnya Pendahuluan 1-4

5 I.4. Tinjauan Pustaka I.4.1. Macam- macam Proses macam, yaitu : Cara pembuatan Butylene Oxide yang dikenal selama ini ada empat a. Oksidasi langsung dengan oksigen Bahan baku berupa butylene cair direaksikan langsung dengan oksigen pada suhu dan tekanan tinggi (140 O C, 50 atm). Konversi yang diperoleh sebesar 45 % terhadap butylene umpan. Selain Butylene Oxide sebagai hasil utama, juga diperoleh asam asetat dan Metil Asetat sebagai hasil samping. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : 140 O C, 50 atm 2C 4 H 8 ( l ) + O 2 ( g ) 2C 4 H 8 O( l ) Butylene oksigen Butylene Oxide 140 O C, 50 atm C 4 H 8 ( l ) + 2O 2 ( g ) 2CH 3 COOH( l ) Butylene oksigen Asam Asetat 140 O C, 50 atm 3C 4 H 8 ( l ) + 4 O 2 ( g ) 4 CH 3 COOCH 3 ( l ) Butylene oksigen Metil Asetat Katalis yang digunakan berupa Vanadium Naphthenate sebanyak 0,1 % berat umpan butylene. Fungsi atau kerja katalis (mekanisme reaksi) tidak jelas diketahui. ( Reff : Millidge, 1956 ) b. Oksidasi butylene dengan asam parasetat. Mula-mula dibuat asam parasetat secara oksidasi acetaldehyde pada temperatur sekitar O C dan tekanan atm dengan katalis metal ion dan diperoleh asam parasetat 30 % dalam etil asetat cair. Kemudian asam ini direaksikan dengan butylene sehingga terbentuk Butylene Oxide dan asam asetat. Suhu reaksi sekitar O C dan tekanannya sebesar psig. Pada proses ini tidak digunakan katalis. Reaksi yang terjadi adalah : Pendahuluan 1-5

6 30 50 O C CH 3 COH + O 2 ( g ) CH 3 COOOH atm Asetaldehid oksigen Asam asetat O C C 4 H 8 + CH 3 COOOH C 4 H 8 O + CH 3 COOH psig Butylene Asam Parasetat Butylene Oxide Asam Asetat c. Klorohidrinasi dari butylene dan dehidroklorinasi butylene chlorohidrin. Butylene diklorinasi pada temperatur O C. Butylene dan klorin dimasukkan dengan jumlah mol yang sama sedangkan air harus berlebih untuk mengurangi terjadinya reaksi samping berupa reaksi pembentukan propilen diklorid dan mencegah pembentukan eter. Akan tetapi air yang berlebih juga memperlambat terjadinya reaksi antara butylene dan klorin. Kenaikan temperatur akibat reaksi sekitar 40 O C. Tekanan reaksi sebesar 1 atm. Reaksi yang terjadi adalah : O C, 1 atm C 4 H 8 + Cl 2 + H 2 O CH 3 CHOHCHClCH 3 + HCl Butylene klorin Air Butylene Klorohidrin Asam klorida O C, 1 atm CH 3 CHOHCHClCH 3 + MOH C 4 H 8 O + MCl Butylene Klorohidrin Basa Butylene Oxide Asam Pada reaksi dehidroklorinasi, hampir separuh basa yang dikonsumsi digunakan untuk menetralkan hasil samping berupa HCl. Jadi harus digunakan basa berlebih. d. Oksidasi dengan hidrogen peroksida. Reaksi yang terjadi adalah : katalis C 4 H 8 + H 2 O 2 C 4 H 8 O + H 2 O Pendahuluan 1-6

7 Butylene Hidrogen peroxida Butylene Oxide Air Hasil samping yang diperoleh hanya sedikit (yield kira-kira 80 %). Harga hidrogen peroksida relatif tinggi. Katalis yang digunakan adalah katalis asam. (Ref : Schweitzer, 1953) Dari keempat cara di atas, dipilih cara yang pertama yaitu oksidasi langsung dengan oksigen karena mempunyai beberapa keuntungan antara lain : 1. Lebih ekonomis, karena bahan baku relatif murah. 2. Hasil samping yang diperoleh bernilai ekonomis. 3. Walaupun konversi kurang begitu besar, namun dapat diupayakan pendaurulangan bahan baku sisa. I.4.2. Kegunaan Produk Butylene Oxide banyak dimanfaatkan sebagai bahan intermediate dalam pembuatan polieter, butilen glikol, amino butanol, epoxy resin, urethane polyols, dan nonionic surfactants. Butylene Oxide juga digunakan sebagai stabilizer untuk klorinasi hidrokarbon dan eter. ( Ref : ) I.4.3. Sifat Fisis dan Kimia I Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku 1. Butylene Sifat Fisis : Rumus molekul : 1-C 4 H 8 Fasa ( 25 O C, 1 atm ) : Gas tidak berwarna Berat molekul : 56,1072 kg/kmol Titik didih normal : -6,717 Densitas : 574,8470 kg/m 3 Viskositas : 0,00013 Pa.s Kapasitas panas : 2314,1228 J/kg.K O C Pendahuluan 1-7

8 Kelarutan : Larut dalam alcohol, ether, dan benzene Sifat Kimia : - Reaksi adisi radikal bebas Penyerangan radikal bebas ke butylenes terjadi sehingga membentuk struktur atom karbon radikal yang lebih stabil. - Reaksi polimerisasi Reaksi polimerisasi, di mana reaksi adisi digunakan untuk menghasilkan produk pokok yang dibentuk secara langsung dari butylene, polibutilen, dan poli isobutilen. ( Ref : Kirk and Othmer, 1995 ) 2. Udara Kering Komposisi : 21% O 2, 79% N 2 Berat molekul : Kg/kmol Kapasitas panas : j/kg.k I Sifat Fisika dan Kimia Produk 1. Butylene Oxide Sifat Fisika : Rumus molekul : C 4 H 8 O Fasa ( 25 O C, 1 atm ) : Cair Berat molekul : 72,1066 kg/kmol Titik didih normal : 63,15 O C Densitas 25 O C : 880,1460 Kg/m 3 Viskositas 25 O C : 0,00047 Pa.s Kapasitas panas : 1719,6653 j/kg.k Kelarutan : Larut dalam alcohol, ether Komposisi : 99 % ( Ref : ) Pendahuluan 1-8

9 Sifat kimia : Dapat membentuk polimer bila berkontak dengan asam, alkali, tin, aluminium, dan besi klorida. (Ref : ) 2. Asam Asetat Sifat Fisika : Rumus molekul : CH 3 COOH Fasa ( 25 O C, 1 atm ) : Cair Berat molekul : 60,0524 kg/kmol Titik didih normal : 117,85 Densitas ( 25 O C ) : 1041,9583 kg/m 3 Viskositas ( 25 O C ) : 0,0011 Pa.s Kapasitas panas : 2062,7814 J/kg.K Kelarutan : Larut dalam air, alcohol, dan benzene Komposisi : 99 % O C Sifat Kimia : - Merupakan asam organik lemah dengan harga pka sebesar 1,75x Reaksi kimia yang melibatkan asam asetat yaitu : - Reaksi esterifikasi dengan alkohol/olefin. ROH + CH 3 COOH CH 3 COOR + H 2 O R C=CR + CH 3 COOH R CH CH 3 COOR - Reaksi dehidrasi asam asetat membentuk keton CH 3 COOH CH 3 = CO + H 2 O - Reaksi klorinasi. CH 3 COOH + Cl 2 Cl CH 2 COOH + HCl - Reaksi asam basa membentuk garam. CH 3 COOH + NaOH CH 3 COONa + H 2 O Pendahuluan 1-9

10 - Reaksi elektrolisis. 2CH 3 COOH CH 3 CH 3 + CO 2 + C 2 H 4 - Reaksi pembakaran. CH 3 COOH + 2O 2 2CO 2 + 2H 2 O ( Ref : Kirk and Othmer, 1995 ) 3. Metil Asetat Sifat Fisika : Rumus molekul : CH 3 COOCH 3 Fasa (25OC, 1 atm) : Cair Berat molekul : 74,0792 kg/kmol Titik didih normal : 56,89 Densitas (25 O C) : 927,9769 kg/m 3 Viskositas (25 O C) : 0,00036 Pa.s Kapasitas panas : 1917,4394 j/kg.k Kelarutan : Larut dalam air,alcohol, dan ether Komposisi : 99 % O C Sifat Kimia : - Terdekomposisi pada pemanasan di bawah pengaruh udara, basa, oksida kuat, cahaya ultra violet, menimbulkan kebakaran dan ledakan. - Merupakan bahan pereduksi yang kuat dan bereaksi dengan oksidan. - Menyerang beberapa logam yang terdapat dalam air. ( Ref : ) Pendahuluan 1-10

11 I.4.4. Tinjauan Proses Reaksi pembuatan Butylene Oxide dari butylene dengan menggunakan oksigen merupakan proses oksidasi fase cair. Reaksi yang terjadi terdiri dari reaksi utama dan reaksi samping, yaitu : Reaksi utama : 140 O C, 50 atm 1. 2C 4 H 8 ( l ) + O 2 ( g ) 2C 4 H 8 O( l ) Butylene oksigen Butylene Oxide Reaksi samping : 140 O C, 50 atm 1. C 4 H 8 ( l ) + 2O 2 ( g ) 2CH 3 COOH( l ) Butylene oksigen Asam Asetat 140 O C, 50 atm 2. C 4 H 8 ( l ) + 4/3 O 2 ( g ) 4/3 CH 3 COOCH 3 ( l ) Butylene oksigen Metil Asetat Reaksi berlangsung pada suhu O C dan tekanan 50 atm dengan menggunakan katalis Vanadium Naphthenate. Reaksi diatas berjalan cukup lambat karena untuk waktu reaksi 2,5 jam,diperoleh konversi total sebesar 45% dan bersifat eksotermis. Reaktor yang digunakan berupa reaktor gelembung. Pendahuluan 1-11

12 BAB II DESKRIPSI PROSES 2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk Spesifikasi Bahan Baku 1. Butylene Rumus molekul : C 4 H 8 Fasa : Cair Berat molekul : 56,1072 kg/kmol Titik didih normal : -6,717 Kemurnian : 100 % O C ( Ref : Boc Gases, 1996 ) 2. Udara Komposisi : 21% O 2, 79% N 2 Berat molekul : 28,85 Kg/kmol Kapasitas panas : 1465,38 j/kg.k Spesifikasi Bahan Pembantu Vanadium Naphthenate Fasa : Padat Berat Molekul : 178,862 Kg/kmol Titik Lebur : 1750 O C Spesifikasi Produk a. Produk utama (Butylene Oxide ) Rumus molekul : C 4 H 8 O Pendahuluan 1-12

13 Fasa : Cair Berat molekul : 72,1066 kg/kmol Titik didih normal : 63,15 Komposisi : Min. 99 % O C ( Ref : ) b. Produk Samping 1. Metil Asetat Rumus molekul : CH 3 COOCH 3 Fasa : Cair Berat molekul : 74,0792 kg/kmol Titik didih normal : 56,89 Kemurnian : Min. 95 % O C 2. Asam Asetat Rumus molekul : CH 3 COOH Fasa : Cair Berat molekul : 60,0524 kg/kmol Titik didih normal : 117,85 Kemurnian : 99,8 % O C ( Ref : Ratson Chemicals, 2003 ) Pendahuluan 1-13

14 2.2. Konsep Proses Dasar Reaksi Butylene Oxide dapat diperoleh dari reaksi oksidasi Butylene dengan oksigen yang berlangsung pada fase cair. Reaksi berlangsung pada suhu O C dan tekanan 50 atm. Katalis yang digunakan adalah Vanadium Naphthenate dengan jumlah 0,1 % berat umpan Butylene. Konversi total yang diperoleh sebesar 45 % terhadap Butylene umpan. Selain diperoleh Butylene Oxide sebagai hasil utama juga diperoleh hasil samping berupa Metil Asetat dan Asam Asetat. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : 140 O C, 50 atm 1. 2C 4 H 8 ( l ) + O 2 ( g ) 2C 4 H 8 O( l ) Butylene oksigen Butylene Oxide 140 O C, 50 atm 2. C 4 H 8 ( l ) + 2O 2 ( g ) 2CH 3 COOH( l ) Butylene oksigen Asam Asetat 140 O C, 50 atm 3. 3C 4 H 8 ( l ) + 4 O 2 ( g ) 4 CH 3 COOCH 3 ( l ) Butylene oksigen Metil Asetat eksotermis. Ketiga reaksi di atas merupakan reaksi searah ( irreversible ) dan bersifat Mekanisme Reaksi Reaksi antara Butylene dengan oksigen merupakan reaksi heterogen. Langkah-langkah reaksi menurut teori 2 lapisan (lihat gambar) adalah sebagai berikut: 1. Perpindahan massa O 2 (B) dari bulk gas ke interface gas-cair Pendahuluan 1-14

15 N = k a P - P ) ( 3 ) BG G v ( B Bi Dimana : N BG = Laju perpindahan massa O 2 di fasa gas, kmol/m 3.jam k G = Koefisien perpindahan massa O 2 di fasa gas, kmol/m 2.atm.jam a v = luas spesifik interface gas-cair, m 2 /m 3 P B = Tekanan parsial O 2 di bulk gas, atm P Bi = Tekanan parsial O 2 di interface gas-cair, atm 2. Kesetimbangan fasa O 2 di interface Terjadinya kesetimbangan fasa O 2 di interface dianggap terjadi dengan spontan. P = H C ( 4 ) Bi B Bi Dimana : H B = Konstanta Henry O 2, atm/(kmol/m 3 ) C Bi = Konsentrasi O 2 fasa cair di interface gas-cair, kmol/m 3 3. Perpindahan massa O 2 dari interface gas-cair ke bulk cair N = k a ( C - C ) ( 5 ) B BL L v Bi Dimana : N BL = Laju perpindahan massa O 2 di fasa cair, kmol/m 3.jam k G = Koefisien perpindahan massa O 2 di fasa cair, m/jam C B = Konsentrasi O 2 di bulk cair, kmol/m 3 Asumsi : - Tahanan film di fasa gas dapat diabaikan - Tidak ada akumulasi di interface dan film gas maupun cairan. Sehingga, P = P B Bi Pendahuluan 1-15

16 C = Bi P H B B N = N = k a ( C - C ) B B BL L v Bi æ P ö B N = ç - B klav CB ( 6 ) è H B ø Reaksi kimia di fasa cair Reaksi antara Butylene ( C ) dan oksigen ( B ) dianggap berlangsung di film maupun bulk cairan. ( -rb ) = K B C B C C Karena hasil reaksi berada di fasa cair maka tidak terjadi perpindahan massa hasil reaksi dari fasa cair ke fasa gas. F ilm G a s In te rfa c e G a s - C a ir F ilm C a ir P B P B i B u lk G a s B u lk C a ir C B i C B N B Gambar 1. Kontak Fase Gas dan Cair di Interface menurut Teori 2 lapisan Tinjauan Kinetika Nilai konstanta kecepatan reaksi oksidasi Butylene menjadi Butylene Oxide ditentukan oleh interpretasi data penggelembungan oksigen dalam Butylene cair. Untuk reaksi Butylene dengan oksigen diperlukan waktu 2,5 jam dengan bantuan katalisator Vanadium Naphthtenate sebanyak 0,1 %berat Butylene Pendahuluan 1-16

17 umpan. Konversi total yang diperoleh sebesar 45 % ( Millidge, 1956 ), dengan konversi masing-masing : 1. 2C 4 H 8 ( l ) + O 2 ( g ) 2C 4 H 8 O( l ) 2. C 4 H 8 ( l ) + 2O 2 ( g ) 2CH 3 COOH( l ) 3. 3C 4 H 8 ( l ) + 3 O 2 ( g ) 4 CH 3 COOCH 3 ( l ) Asumsi - asumsi yang diambil : 1. Persamaan kecepatan reaksi berorde satu terhadap masing-masing reaktan. 2. Reaksi kontinyu dan sifat fisis campuran dianggap tetap. Dengan asumsi-asumsi tersebut maka konstanta kecepatan reaksi dapat dihitung : Misal A = N 2 D = C 4 H 8 O B = O 2 E = CH 3 COOH C = C 4 H 8 F = CH 3 COOCH 3 (-rc) = Kc C B Cc...( 1 ) (-rb) = K B C B Cc...( 2 ) Dimana : (-rc) = Kecepatan reaksi C 4 H 8 K C = konstanta kecepatan reaksi C 4 H 8 (-rb) = Kecepatan reaksi O 2 K B = Konstanta kecepatan reaksi O 2 Dari hasil perhitungan dengan menggunakan program komputer diperoleh : Konstanta laju reaksi O 2 = 6860,374 L/mol/jam Konstanta laju reaksi Butylene = 6552,457 L/mol/jam Tinjauan Termodinamika Reaksi : 1. 2C 4 H 8 + O 2 2C 4 H 8 O 2. C 4 H 8 + 2O 2 2CH 3 COOH Pendahuluan 1-17

18 3. 3C 4 H 8 + 4O 2 4CH 3 COOCH 3 Data H O f untuk masing-masing komponen pada 298 O K adalah : O 2 = 0 Kcal/mol 1-C 4 H 8 = - 0,03 Kcal/mol CH 3 COOCH 3 = - 97,86 Kcal/mol C 4 H 8 O = - 40,16 Kcal/mol CH 3 COOH = -103,92 Kcal/mol DH O r = SDH O f produk - DH O f reaktan Reaksi : 1. DH O r = -40,16 - (-0,03 + 0) = -40,13 kcal/mol 2. DH O r = 2*(-103,92) (-0,03 + 2*0) = -207,81 kcal/mol 3. DH O r = ((4/3)*-97,86) (-0,03) = -130,44 kcal/mol Panas reaksi total = kcal/kmol. Panas reaksi bernilai negatif sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa reaksi pembentukan Butylene Oxide merupakan reaksi eksotermis Kondisi Operasi Reaksi oksidasi Butylene menjadi Butylene Oxide dengan katalis Vanadium Naphthenate berlangsung pada suhu 140 O C dan tekanan 50 atm. Dipilih kondisi tersebut karena reaksi oksidasi Butylene efektif dilakukan pada suhu O C dan tekanan tinggi ( 50 atm). Selain itu tekanan tinggi diperlukan untuk mempertahankan Butylene pada fase cair. Reaksi ini berlangsung pada fase cair di dalam reaktor gelembung Langkah Proses Secara garis besar proses pembuatan Butylene Oxide dengan proses oksidasi dibagi menjadi tiga tahapan proses : 1. Persiapan bahan baku. dari Butylene Pendahuluan 1-18

19 Sebelum diumpankan ke dalam Reaktor, umpan segar berupa Butylene cair dari Tangki Butylene ( T-01 ) bersama-sama dengan recycle Butylene dari Menara Distilasi -01 ( MD-01) dan katalis Vanadium Naphthtenate dari Centrifuge ( CF ) di campur di dalam mixer ( M ) kemudian tekanannya dinaikkan sampai 50 atm dan suhunya dinaikkan sampai 140 O C dalam Heater- 01 ( H-01 ). Udara sebelum dimasukkan ke dalam Reaktor ( R ) tekanannya dinaikkan dalam Kompresor ( KO ) sampai 50,29 atm dan didinginkan di Intercooler ( IC ) sampai 140 O C. 2. Reaksi Campuran umpan segar berupa Butylene cair dari Tangki Butylene ( T- 01 ) bersama-sama dengan recycle Butylene dari Menara Distilasi -01 ( MD-01) dan katalis Vanadium Naphthtenate dari Centrifuge ( CF ) yang sudah dinaikkan tekanannya sampai 50 atm dan dipanaskan sampai 140 O C diumpankan ke dalam Reaktor ( R ). Bersamaan dengan masuknya umpan cair, dimasukkan udara dari dasar Reaktor ( R ) yang telah dikompresikan sampai 50,29 atm dalam Kompresor ( KO ). Reaksi berlangsung pada temperatur 140 O C dan tekanan 50 atm. Panas reaksi yang timbul diambil dengan memasang koil pendingin dalam Reaktor ( R ). 3. Pemisahan Produk. Hasil reaksi yang keluar dari Reaktor ( R ) diturunkan suhunya sampai 40 O C dalam Cooler-01 ( C-01 ) dan Cooler-02 ( C-02 ) dan tekanannya diekspansikan sampai 5 atm dengan Expansion Valve-01 ( EV-01 ). Kemudian diumpankan ke dalam Centrifuge ( CF ) untuk memisahkan cairan produk Reaktor ( R ) dari katalis padatnya. Katalis padat direcycle kembali ke dalam Reaktor ( R ) sedangkan cairannya diumpankan ke Menara Distilasi-01 (MD- 01) untuk pemisahan lebih lanjut. Sebelum diumpankan ke Menara Distilasi-01 ( MD-01 ), suhu cairan dinaikkan sampai 69,32 O C dengan Heater-02 ( H-02 ). Dalam MD-01 terjadi pemisahan cairan menjadi hasil atas yang kaya Butylene dan hasil bawah berupa campuran Metil Asetat, Butylene Oxide, dan Asam Asetat. Hasil atas dengan kadar Butylene 99,95 % direcycle kembali ke dalam Reaktor ( R ). Pendahuluan 1-19

20 Sedangkan hasil bawah setelah diturunkan suhunya sampai 69,74 O C di dalam Cooler-03 ( C-03 ) dan tekanan diekspansikan sampai 1,1 atm kemudian diumpankan ke Menara Distilasi-02 ( MD-02 ). Hasil atas pemisahan Menara Distilasi-02 ( MD-02 ) yang berupa Butylene Oxide dengan kadar % dan Metil Asetat % diumpankan ke dalam Extraktor ( E ) setelah suhunya diturunkan dari 59,8 O C menjadi 35 O C di Cooler-05 ( C-05 ). Sedangkan hasil bawah berupa Asam Asetat 99,84 % setelah diturunkan suhunya dari 122,23 O C menjadi 35 O C di Cooler- 04 ( C-04 ) disimpan dalam Tangki Asam Asetat ( T-02 ). Di dalam Ekstraktor ( E ) terjadi pemisahan Butylene Oxide dan Metil Asetat dengan menggunakan air sebagai pelarutnya. Butylene Oxide yang tidak larut dalam air keluar sebagai rafinat dengan kadar 99,5 % dan langsung disimpan di dalam Tangki Butylene Oxide ( T-03 ). Sedangkan Metil Asetat dan Air keluar sebagai ekstrak, setelah dipanaskan sampai 83,62 O C dengan Heater-03 ( H-03 ) diumpankan ke dalam Menara Distilasi-03 ( MD-03 ) untuk pemisahan lebih lanjut. Hasil atas pemisahan Menara Distilasi-03 ( MD-03 ) yang berupa Metil Asetat dengan kadar 95 % setelah didinginkan menjadi 35 O C di Cooler- 06 ( C-06 ) langsung disimpan dalam Tangki Metil Asetat ( T-04 ). Sedangkan hasil bawah yang kaya akan air setelah diturunkan suhunya dari 102,32 O C menjadi 35 O C dengan Cooler-07 ( C-07 ) langsung dialirkan ke Unit Pengolahan Limbah Diagram Alir Proses Diagram Alir Kualitatif Diagram alir kualitatif dapat dilihat di gambar 2.1 Diagram Alir Kuantitatif Diagram alir kuantitatif dapat dilihat di gambar 2.2 Diagram Alir Lengkap Diagram alir lengkap dapat dilihat di gambar 2.3 Pendahuluan 1-20

21 2.4. Neraca Massa dan Neraca Panas Neraca Massa Basis : 1 jam operasi Satuan : dalam kg /jam Waktu produksi : 330 hari Neraca Massa per Alat: 1. Reaktor Tabel 2.1 Neraca Massa di sekitar Reaktor Komponen Masuk Keluar Arus 1 Arus 4 Arus 3 Arus 5 Butylene 7481, ,763 Metil asetat 3, ,598 Butylene Oxide 0, ,155 Asam asetat 0, ,280 Oksigen 5120, ,644 Nitrogen 16866, ,334 V. Naphthenate 7,481 7,481 Jumlah 7493, , , ,277 TOTAL 29480, , Centrifuge Tabel 2.2 Neraca Massa di sekitar Centrifuge Komponen Masuk Keluar Arus 5 Arus 6 Arus 7 Butylene 4114, ,595 0,168 Metil asetat 2288, ,340 1,258 Butylene Oxide 2012, ,722 0,432 Asam asetat 1078, ,800 0,480 V. Naphthenate 7,481 0,000 7,481 Jumlah 9491,457 9,820 Pendahuluan 1-21

22 TOTAL 9501, , Mixer Tabel 2.3 Neraca Massa di sekitar Mixer Komponen Masuk Keluar Arus 1 Arus 7 Arus 8 Arus 2 Butylene Metil asetat Butylene oxide Asam asetat E V. Naphthenate Jumlah TOTAL , Menara Distilasi -01 Tabel 2.4 Neraca Massa di sekitar Menara Distilasi -01 Komponen Masuk Keluar Arus 6 Arus 8 Arus 9 Butylene 4114, ,287 4,307 Metil asetat 2287,340 2, ,049 Butylene Oxide 2011,722 0, ,405 Asam asetat 1077,800 2,06E ,800 Jumlah 4112, ,562 TOTAL 9491, , Menara Distilasi -02 Tabel 2.5 Neraca Massa di sekitar Menara Distilasi -02 Komponen Masuk Keluar Arus 9 Arus 10 Arus 11 Butylene 4,307 4,307 0,000 Metil asetat 2285, ,985 1,063 Butylene Oxide 2011, ,241 1,164 Asam asetat 1077,800 2, ,419 Jumlah 4300, ,646 Pendahuluan 1-22

23 TOTAL 5378, , Ekstraktor Tabel 2.6 Neraca Massa di sekitar Ekstraktor Komponen Masuk Keluar Arus 10 Arus 12 Arus 14 Arus 13 Butylene Metil asetat Butylene oxide Asam asetat Air Jumlah TOTAL Menara Distilasi -03 Tabel 2.7 Neraca Massa di sekitar Menara Distilasi -03 Komponen Masuk Keluar Arus 14 Arus 15 Arus 16 Butylene Metil asetat Asam asetat Air Jumlah TOTAL Neraca Massa Overall Tabel 2.8 Neraca Massa Overall Komponen Masuk Keluar Butylene Metil asetat Butylene oxide Asam asetat Oksigen Pendahuluan 1-23

24 Nitrogen Air TOTAL Neraca Panas Basis : 1 jam operasi Satuan : dalam KJ /jam Waktu produksi : 330 hari 1. Reaktor Tabel 2.9 Neraca Panas di sekitar Reaktor No Komponen Masuk No Komponen Keluar 1 Umpan cair Hasil keluar Umpan gas Gas sisa Panas reaksi Koil Pendingin Panas Hilang TOTAL Centrifuge Tabel 2.10 Neraca Panas di sekitar Centrifuge No Komponen Masuk No Komponen Keluar 1. Umpan masuk Hasil cair Hasil padat TOTAL Mixer Tabel 2.11 Neraca Panas di sekitar Mixer No Komponen Masuk No Komponen Keluar 1 Umpan segar Produk mixer Recycle Centrifuge Recycle MD TOTAL Pendahuluan 1-24

25 4. Menara Distilasi -01 Tabel 2.12 Neraca Panas di sekitar Menara Distilasi -01 NoKomponen Masuk No Komponen Keluar 1 Umpan masuk Hasil atas Steam pada 2 Hasil bawah Reboiler Cooling Water pada Kondensor TOTAL Menara Distilasi -02 Tabel 2.13 Neraca Panas di sekitar Menara Distilasi -02 NoKomponen Masuk No Komponen Keluar 1 Umpan masuk Hasil atas Steam pada 2 Hasil bawah Reboiler Cooling Water pada Kondensor TOTAL Ekstraktor Tabel 2.14 Neraca massa di sekitar Ekstraktor NoKomponen Masuk No Komponen Keluar 1 Umpan masuk Ekstrak Solven Rafinat TOTAL Menara Distilasi -03 Tabel 2.15 Neraca Panas di sekitar Menara Distilasi -03 NoKomponen Masuk No Komponen Keluar 1 Umpan masuk Hasil atas Steam pada 2 Hasil bawah Reboiler Cooling Water Pendahuluan 1-25

26 pada Kondensor TOTAL Neraca Panas overall : Tabel 2.16 Neraca Panas Overall No Komponen Masuk No Komponen Keluar 1 Umpan cair Hasil keluar Umpan gas Gas sisa Panas reaksi Koil Pendingin Umpan masuk Panas Hilang Umpan segar Hasil cair Recycle Centrifuge Hasil padat Recycle MD Produk Mixer Umpan masuk Hasil atas Steam pada 9 Hasil bawah Reboiler Cooling Water 10Umpan masuk pada Kondensor Steam pada 11Hasil atas Reboiler Hasil bawah Umpan masuk Cooling Water 13Solven pada Kondensor Umpan masuk Ekstrak Steam pada 15Rafinat Reboiler Hasil atas Hasil bawah Cooling Water pada Kondensor TOTAL TOTAL Pendahuluan 1-26

27 Pendahuluan 1-27

28 Pendahuluan 1-28

29 2.5 Tata Letak Pabrik dan Peralatan Tata Letak Pabrik Tata letak pabrik adalah tempat kedudukan dari seluruh bagian pabrik yang meliputi tempat kerja alat, tempat kerja karyawan, tempat penyimpanan barang, tempat penyediaan sarana utilitas, dan sarana-sarana lain yang dibutuhkan pabrik. Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam penentuan tata letak pabrik : 1. Pertimbangan ekonomis : biaya konstruksi dan operasi 2. Kebutuhan proses 3. Pemeliharaan 4. Keselamatan 5. Perluasan di masa mendatang Bangunan bangunan yang ada di lokasi pabrik adalah sebagai berikut : 1. Peralatan-peralatan di area proses dengan luas m 2 2. Area utilitas seluas m 2 3. Bengkel mekanik untuk pemeliharaan 4. Gudang 5. Pemadam kebakaran 6. Kantor administrasi 7. Musholla, kantin, dan poliklinik 8. Area parkir Luas tanah total yang dibutuhkan diperkirakan m 2 ( 4 ha ) termasuk untuk pengolahan limbah dan perluasan pabrik. Tata letak bangunan disusun dengan mempertimbangkan pengangkutan bahan baku dan personel yang paling ekonomis. Tata letak pabrik secara umum disajikan dalam gambar Tata Letak Peralatan Proses Pendahuluan 1-29

30 Pengaturan letak peralatan proses pabrik harus dirancang seefisien mungkin. Beberapa pertimbangan yang perlu diperhatikan adalah : 1. Ekonomi Letak alat alat proses harus sebaik mungkin sehingga memberikan biaya kontruksi dan operasi yang minimal. Biaya kontruksi dapat diminimalkan dengan mengatur letak alat sehingga menghasilkan pemipaan yang terpendek dan membutuhkan bahan kontruksi paling sedikit. 2. Kebutuhan proses Letak alat harus memberikan ruangan yang cukup bagi masing masing alat agar dapat beroperasi dengan baik, dengan distribusi utilitas yang mudah. 3. Operasi Peralatan yang membutuhkan perhatian lebih dari operator harus diletakkan dekat control room. Valve, tempat pengambilan sampel, dan instrumen harus diletakkan pada posisi dan ketinggian yang mudah dijangkau oleh operator. 4. Perawatan Letak alat proses harus memperhatikan ruangan untuk perawatan. Misalnya pada Heat Exchanger yang memerlukan ruangan yang cukup untuk pembersihan tube. 5. Keamanan Letak alat alat proses harus sebaik mungkin, agar jika terjadi kebakaran tidak ada yang terperangkap di dalamnya serta mudah dijangkau oleh kendaraan atau alat pemadam kebakaran. 6. Perluasan dan Pengembangan Pabrik Setiap pabrik yang didirikan diharapkan dapat berkembang dengan penambahan unit sehingga diperlukan susunan pabrik yang memungkinkan adanya perluasan. Tata letak alat proses dapat dilihat pada Gambar 2.2. Pendahuluan 1-30

31 s BENGKEL GEDUNG PERTEMUAN MASJID GUDANG KANTIN POLI KLINIK KANTOR PMK LABORATORIUM AREA PARKIR AREA TANGKI PENYIMPAN AREA UTILITAS AREA PROSES AREA PERLUASAN Gambar 2.1 Tata Letak Peralatan Proses Pendahuluan 1-31

32 Pendahuluan 1-32

33 Pendahuluan 1-33

34 2.5 Tata Letak Pabrik dan Peralatan Tata Letak Pabrik Tata letak pabrik adalah tempat kedudukan dari seluruh bagian pabrik yang meliputi tempat kerja alat, tempat kerja karyawan, tempat penyimpanan barang, tempat penyediaan sarana utilitas, dan sarana-sarana lain yang dibutuhkan pabrik. Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam penentuan tata letak pabrik : 6. Pertimbangan ekonomis : biaya konstruksi dan operasi 7. Kebutuhan proses 8. Pemeliharaan 9. Keselamatan 10. Perluasan di masa mendatang Bangunan bangunan yang ada di lokasi pabrik adalah sebagai berikut : 9. Peralatan-peralatan di area proses dengan luas m Area utilitas seluas m Bengkel mekanik untuk pemeliharaan Pendahuluan 1-34

35 12. Gudang Pra Rancangan Pabrik Butylene Oxide dari Butylene 13. Pemadam kebakaran 14. Kantor administrasi 15. Musholla, kantin, dan poliklinik 16. Area parkir Luas tanah total yang dibutuhkan diperkirakan m 2 ( 4 ha ) termasuk untuk pengolahan limbah dan perluasan pabrik. Tata letak bangunan disusun dengan mempertimbangkan pengangkutan bahan baku dan personel yang paling ekonomis. Tata letak pabrik secara umum disajikan dalam gambar Tata Letak Peralatan Proses Pengaturan letak peralatan proses pabrik harus dirancang seefisien mungkin. Beberapa pertimbangan yang perlu diperhatikan adalah : 2. Ekonomi Letak alat alat proses harus sebaik mungkin sehingga memberikan biaya kontruksi dan operasi yang minimal. Biaya kontruksi dapat diminimalkan dengan mengatur letak alat sehingga menghasilkan pemipaan yang terpendek dan membutuhkan bahan kontruksi paling sedikit. 5. Kebutuhan proses Letak alat harus memberikan ruangan yang cukup bagi masing masing alat agar dapat beroperasi dengan baik, dengan distribusi utilitas yang mudah. 6. Operasi Peralatan yang membutuhkan perhatian lebih dari operator harus diletakkan dekat control room. Valve, tempat pengambilan sampel, dan instrumen harus diletakkan pada posisi dan ketinggian yang mudah dijangkau oleh operator. 7. Perawatan Letak alat proses harus memperhatikan ruangan untuk perawatan. Misalnya pada Heat Exchanger yang memerlukan ruangan yang cukup untuk pembersihan tube. 7. Keamanan Pendahuluan 1-35

36 Letak alat alat proses harus sebaik mungkin, agar jika terjadi kebakaran tidak ada yang terperangkap di dalamnya serta mudah dijangkau oleh kendaraan atau alat pemadam kebakaran. 8. Perluasan dan Pengembangan Pabrik Setiap pabrik yang didirikan diharapkan dapat berkembang dengan penambahan unit sehingga diperlukan susunan pabrik yang memungkinkan adanya perluasan. Tata letak alat proses dapat dilihat pada Gambar 2.2. Pendahuluan 1-36

37 s BENGKEL GEDUNG PERTEMUAN MASJID GUDANG KANTIN POLI KLINIK KANTOR PMK LABORATO RIUM AREA PARKIR AREA TANGKI PENYIMPAN AREA UTILITAS AREA PROSES AREA PERLUASAN Gambar 2.4 Tata Letak Peralatan Proses Pendahuluan 1-37

38 BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES 1. Reaktor Fungsi : Mereaksikan Butylene cair dan Oksigen menjadi Butylene Oxide, Metil Asetat, dan Asam asetat dengan bantuan katalisator Vanadium Naphthenate. Jenis Alat : Reaktor gelembung. Kondisi Operasi : Isothermis T = 140 O C P = 50 atm Spesifikasi Bahan : Stainless steel Shell Diameter : Tinggi : Tebal : Head Jenis : Elliptical Dished Head Tebal : 0,06 m Sparger Diameter Orifice : 0,003 m Jumlah lubang : lubang Pitch : 0,009 m Koil Panjang : 1,5718 m Jumlah set : 2 set Jumlah putaran : 8 putaran Bahan Isolasi : Asbes Pendahuluan 1-38

39 Jumlah : 1 buah 2. Menara Distilasi 01 Fungsi : Memisahkan campuran produk cairan yang keluar dari reaktor. Jenis Alat : Menara distilasi sieve tray. Kondisi Operasi : Umpan : P = 5,1 atm ; T = 69,32 O C Distilat : P = 5 atm ; T = 44 O C Bottom : P = 5,15 atm; T = 127,7 O C Spesifikasi Shell Diameter : 0,936 m Tinggi : 20,23 m Tebal : 0,0064 m Bahan : Stainless steel SA 167 grade 11 Head Jenis : Torispherical dished head Tebal : 0,0064 m Bahan : Stainless steel SA 167 grade 11 Plate Jenis plate : Sieve tray Susunan hole : Triangular pitch Diameter hole : 0,0025 m Jumlah tray : 43 tray Tray spacing : 0,4 m Jumlah lubang : 2663 hole Jumlah : 1 buah Pendahuluan 1-39

40 3. Menara Distilasi 02 Fungsi : Memisahkan Asam Asetat dari bottom product yang keluar dari Menara Distlasi -01 Jenis Alat : Menara distilasi sieve tray. Kondisi Operasi : Umpan : P = 1,1 atm ; T = 69,74 O C Distilat : P = 1 atm ; T = 60,55 O C Bottom : P = 1,15 atm ; T = 122,33 O C Spesifikasi Shell Diameter : 0,98 m Tinggi : 21,87 m Tebal : 0,0048 m Bahan : Stainless steel SA 167 grade 11 Head Jenis : Torispherical dished head Tebal : 0,0048 m Bahan : Stainless steel SA 167 grade 11 Plate Jenis plate : Sieve tray Susunan hole : Triangular pitch Diameter hole : 0,005 m Jumlah tray : 48 tray Tray spacing : 0,4 m Jumlah lubang : 2919 hole Jumlah : 1 buah 4. Menara Distilasi 03 Fungsi : Memisahkan Metil Asetat dari campuran ekstrak yang keluar dari estraktor. Pendahuluan 1-40

41 Jenis Alat Pra Rancangan Pabrik Butylene Oxide dari Butylene Kondisi Operasi : Umpan Distilat Bottom Spesifikasi Shell Diameter Tinggi Tebal : Menara distilasi sieve tray. : P = 1,1 atm ; T = 83,62 O C : P = 1 atm ; T = 67,64 O C : P = 1,15 atm ; T = 102,32 O C : 0,9 m : 8,36 m : 0,0048 m Bahan : Stainless steel SA 167 grade 11 Head Jenis Tebal : Torispherical dished head : 0,0048 m Bahan : Stainless steel SA 167 grade 11 Plate Jumlah Jenis plate Susunan hole Diameter hole Jumlah tray Tray spacing Jumlah lubang : Sieve tray : Triangular pitch : 0,005 m : 12 tray : 0,45 m : 2449 hole : 1 buah 5. Ekstraktor Fungsi : Memisahkan campuran Butylene Oxide dan Metil Asetat dengan menggunakan pelarut Air ( H 2 O ). Jenis : Packed tower dengan bahan isian. Kondisi Operasi : Temperatur = 35 O C Pendahuluan 1-41

42 Spesifikasi Bahan Shell Diameter dalam Tinggi Tebal Head Jenis Tebal Packing Jenis packing Susunan packing Diameter packing Jumlah Tekanan = 1 atm : Carbon steel SA 285 grade C : 0,45 m : 14,005 m : 0,0048 m : Torispherical dished head. : 0,0048 m : Intallox Saddles. : Random. : 1 in : 1 buah 6. Centrifuge Fungsi : Memisahkan katalis padat ( Vanadium Naphthenate ) yang keluar bersama campuran cairan produk reaktor. Jenis Alat : Helical conveyor. Kondisi Operasi : Temperatur = 40 O C Tekanan = 5 atm. Spesifikasi Bahan : Carbon steel SA 283 grade C Diameter Bowl : 0,15 m Kecepatan Putaran : 20 rpm Ukuran Motor : 5 Hp Panjang Bowl : 0,381 m Tebal Bowl : 0,01 m Pendahuluan 1-42

43 Jumlah : 1 buah 7. Mixer Fungsi : Mencampur arus recycle dari MD-01 dengan umpan segar Butylene dari T-01 dan arus recycle dari centrifuge. Jenis Alat : Tangki berpengaduk. Kondisi Operasi : Temperatur = 40 O C Tekanan = 5 atm Spesifikasi Bahan : Stainless steel SA 167 grade 11 Shell Diameter : 1,8 m Tinggi : 3,082 m Tebal : 0,01 m Head Jenis : Torispherical dished head. Tebal : 0,01 m Pengaduk Jenis : Marine propeller with 3 blades. Kecepatan : 230 rpm Diameter : 0,61 m Jumlah : 1 buah Motor : 10 Hp Jumlah : 1 buah 8. Accumulator-01 Fungsi : Menampung sementara hasil atas Menara Distilasi 01 yang keluar dari Kondensor 01. Jenis Alat : Tangki silinder horisontal Pendahuluan 1-43

44 Kondisi Operasi : Dimensi Diameter Panjang Tebal Temperatur = 5 atm Tekanan : 0,9395 m : 3,7579 m : 0,01 m Volume : 2,6037 m 3 Head Jenis Tebal = 43,8 O C : Torispherical dished head. : 0,01 m Bahan : Stainless steel SA 167 grade 11 Jumlah : 1 buah 9. Accumulator-02 Fungsi : Menampung sementara hasil atas Menara Distilasi 02 yang keluar dari Kondensor 02. Jenis Alat : Tangki silinder horisontal. Kondisi Operasi : Temperatur = 122,469 O C Tekanan = 1 atm Dimensi Diameter : 0,7968 m Panjang : 3,1873 m Tebal : 0,0048 m Volume : 1,5887 m 3 Head Jenis : Torispherical dished head. Tebal : 0,0048 m Bahan : Stainless steel SA 167 grade 11 Jumlah : 1 buah. Pendahuluan 1-44

45 10. Accumulator-03 Fungsi : Menampung sementara hasil atas Menara Distilasi 03 yang keluar dari Kondensor 03. Jenis Alat : Tangki silinder horisontal. Kondisi Operasi : Temperatur = 59,6 Tekanan = 1 atm Dimensi Diameter : 0,671 m Panjang : 2,683 m Tebal : 0,0048 m Volume : 0,9479 m 3 Head Jenis : Torispherical dished head. Tebal : 0,0048 m Bahan : Stainless steel SA 167 grade 11. Jumlah : 1 buah. 11. Tangki Penyimpan-01 Fungsi : Menyimpan persediaan bahan baku Butylene untuk keperluan produksi selama 30 hari. Jenis Alat : Vertical vessel. Kondisi Operasi : Temperatur = 40 O C Tekanan = 4,5 atm Volume : 5636,65 m 3 Dimensi Tangki Diameter : 27,432 m Tinggi : 10,668 m Tebal shell : 0,0048 m Pendahuluan 1-45

46 Bahan : Stainless steel SA 167 grade 11. Jumlah : 1 buah. 12. Tangki Penyimpan-02 Fungsi : Menyimpan campuran bottom product Menara Distilasi-02 ( MD-02 ) yang mengandung Asam Asetat 99,8 %. Jenis Alat : Vertical tank, flat bottom, conical roof. Kondisi Operasi : Temperatur = 35 O C Tekanan = 1 atm Volume : 1039,168 m 3 Dimensi Tangki Diameter : 15,24 m Tinggi : 7,315 m Tebal shell : 0,0064 m Bahan : Low alloy steel SA 203 grade B Jumlah : 1 buah. 13. Tangki Penyimpan-03 Fungsi : Menyimpan hasil rafinat Ekstraktor yang mengandung Butylene Oxide 99,5 %. Jenis Alat : Vertical tank, flat bottom, conical roof Kondisi Operasi : Temperatur = 35 O C Tekanan = 1 atm Volume : 2157,021 m 3 Dimensi Tangki Diameter : 21,3360 m Tinggi : 7,3152 m Tebal shell : 0,0064 m Pendahuluan 1-46

47 Bahan Jumlah : Low alloy steel SA 203 grade B : 1 buah. 14. Tangki Penyimpan-04 Fungsi : Menyimpan campuran hasil distilat Menara Distilasi 03 yang mengandung Metil Asetat 95%. Jenis Alat : Vertical tank, flat bottom, conical roof Kondisi Operasi : Temperatur = 35 O C Tekanan = 1 atm Volume : 2157,213 m 3 Dimensi Tangki Diameter : 21,336 m Tinggi : 7,315 m Tebal shell : 0,0048 m Bahan : Low alloy steel SA 203 grade B Jumlah : 1 buah. 15. Kondensor 01 Fungsi : Mengkondensasikan uap hsil atas Menara Distilasi-01. Jenis Alat : Horisontal shell and tube. Kondisi Operasi Shell side : Uap hasil atas Menara Distilasi ,8 O C Tube side : Air O C Ukuran Shell side : ID = 0,489 m; Baffle spaces = m; passes = 1 ; Pressure drop = 0,0538 psia. Tube side : OD = 0,00254 m; Nt = 152 buah; 16 BWG : L = 12 ft ; PT = m; Triangular pitch Pendahuluan 1-47

48 Luas Transfer Panas : 14,485 m 2 Dirt Factor : 0,00348 Jumlah : Passes = 1; Pressure drop = 1,2766 psia : 1 buah 16. Kondensor 02 Fungsi : Mengkondensasikan uap hsil atas Menara Distilasi-02. Jenis Alat : Horisontal shell and tube. Kondisi Operasi Shell side : Uap hasil atas Menara Distilasi-02 60,546 59,797 O C Tube side : Air O C Ukuran Shell side : ID = 0,53975 m; Baffle spaces = 0.27 m; passes = 1 ; Pressure drop = 0,02113 psia. OD = 0,00254 m; Nt = 188 buah; 16 BWG Tube side : L = 12 ft ; P T = m; Triangular pitch : Passes = 1; Pressure drop = 0,5853 psia Luas Transfer Panas : 14,485 m 2 Dirt Factor 0,00348 Jumlah 1 buah 17. Kondensor 03 Fungsi : Mengkondensasikan uap hsil atas Menara Distilasi-03. Jenis Alat : Horisontal shell and tube. Kondisi Operasi Shell side : Uap hasil atas Menara Distilasi-01 67,64 59,60 O C Tube side : Air O C Pendahuluan 1-48

49 Ukuran Pra Rancangan Pabrik Butylene Oxide dari Butylene Shell side : ID = 0,53975 m; Baffle spaces = 0.27 m; Tube side Luas Transfer Panas : 54,8687 m 2 Dirt Factor 0,00533 Jumlah passes = 1 ; Pressure drop = 0,0122 psia. OD = 0,00254 m; Nt = 188 buah; 16 BWG : L = 12 ft ; P T = m; Triangular pitch : Passes = 1; Pressure drop = 0,5450 psia 1 buah 18. Reboiler 01 Fungsi : Menguapkan sebagian hasil bawah Menara Distilasi-01. Jenis Alat : Kettle reboiler. Kondisi Operasi Shell side : Bottom product MD O C; P = 5 atm Tube side : Steam ,11 O C, P = 117,93 psia Ukuran Shell side : ID = 0,53975 m; passes = 2 Tube side : OD = 0,019 m; Nt = 106 buah; 16 BWG L = 16 ft ; P T = m; Triangular pitch Passes = 1; Pressure drop = 0,5450 psia Luas Transfer Panas : 30,928 m 2 Dirt Factor : 0,00434 Jumlah : 1 buah. 19. Reboiler 02 Fungsi Jenis Alat : Menguapkan sebagian hasil bawah Menara Distilasi-02. : Kettle reboiler. Pendahuluan 1-49

50 Kondisi Operasi Shell side : Bottom product MD , ,519 O C; Tube side Ukuran P = 1 atm : Steam ,11 O C, P = 117,93 psia Shell side : ID = 0,3048 m; passes = 2 Tube side Luas Transfer Panas : 23,926 m 2 Dirt Factor : 0,00559 Jumlah : OD = 0,019 m; Nt = 80 buah; 16 BWG L = 16 ft ; P T = m; Triangular pitch Passes = 1; Pressure drop = 1,9164 psia : 1 buah. 20. Reboiler 03 Fungsi : Menguapkan sebagian hasil bawah Menara Distilasi-03. Jenis Alat : Kettle reboiler. Kondisi Operasi Shell side : Bottom product MD , ,4736 O C; P = 1 atm Tube side : Steam ,11 O C, P = 117,93 psia Ukuran Shell side : ID = 0,254 m; passes = 2 Tube side : OD = 0,019 m; Nt = 49 buah; 16 BWG L = 16 ft ; P T = m; Triangular pitch Passes = 1; Pressure drop = 1,9307 psia Luas Transfer Panas : 14,026 m 2 Dirt Factor : 0,00630 Jumlah : 1 buah. Pendahuluan 1-50

51 21. Bag Filter Tugas Jenis Alat Dimensi Diameter Tinggi Jumlah : Menyaring pengotor yang berupa debu yang terbawa oleh udara segar. : Bag house filter. : 0,2032 m : 2,438 m : 1 buah 22. Silika Gel Tugas : Menampung udara umpan Kompresor dan mengeringkan dengan silika gel. Jenis Alat : Menara bahan isian. Dimensi Volume : 80,737 m 3 Diameter : 3,952 m Tinggi : 7,903 m Jumlah : 1 buah 23. Conveyor Tugas : Mengangkut Vanadium Naphthenate dari Hopper ke Mixer. Jenis Alat : Screw Conveyor. Dimensi Diameter screw : 0,0762 m Panjang : 2,4384 m Daya motor : 0,083 hp Jumlah : 1 buah. Pendahuluan 1-51

52 24. Hopper Tugas Jenis Alat Dimensi Diameter Tinggi Jumlah : Mengumpan katalis ke Mixer. : Hopper : 1 m : 0,5 m : 1 buah 25. Kompresor Tugas : Menaikkan tekanan udara dari 1 atm sampai 50,29 atm Jenis Alat : Centrifugal compressor. Jumlah stage : 4 Ratio tekanan : 2,663 / stage Kapasitas : 22579,3 m 3 /jam Daya Motor : 565 hp Jumlah : 1 buah. 26. Intercooler 01 Fungsi : Mendinginkan gas keluar Kompresor stage 1. Jenis Alat : Horisontal shell and tube. Kondisi Operasi Shell side : Campuran gas 127,728 45,05 O C Tube side : Air O C Ukuran Shell side : ID = 0,635 m ; Baffle spaces = 0,635 m ; passes = 1 ; pressure drop = 1,2306 psia Tube side : OD = 0,019m ; P T = 0,0254 m ; Passes = 2; Nt = 196 buah; 16 BWG; L = 2,438 m Triangular pitch; Pressure drop = 0,3657 psia Pendahuluan 1-52

53 Luas Transfer Panas : 28,587 m 2 Dirt Factor : 0,0079 Jumlah : 1 buah 27. Intercooler 02 Fungsi : Mendinginkan gas keluar Kompresor stage 2. Jenis Alat : Horisontal shell and tube. Kondisi Operasi Shell side : Campuran gas 147,63 45,05 O C Tube side : Air O C Ukuran Shell side : ID = 0,635 m ; Baffle spaces = 0,635 m ; passes = 1 ; pressure drop = 1,2306 psia Tube side : OD = 0,019m ; P T = 0,0254 m ; Passes = 2; Nt = 196 buah; 16 BWG; L = 2,438 m Triangular pitch; Pressure drop = 0,3657 psia Luas Transfer Panas : 28,587 m 2 Dirt Factor : 0,0079 Jumlah : 1 buah 28. Intercooler 03 Fungsi : Mendinginkan gas keluar Kompresor stage 3. Jenis Alat : Horisontal shell and tube. Kondisi Operasi Shell side : Campuran gas 147,63 39,12 O C Tube side : Air O C Ukuran Shell side : ID = 0,635 m ; Baffle spaces = 0,635 m ; passes = 1 ; pressure drop = 1,2916 psia Tube side : OD = 0,019m ; P T = 0,0254 m ; Passes = 2; Nt = 282 buah; 16 BWG; L = 2,438 m Pendahuluan 1-53

54 Luas Transfer Panas : 41,13 m 2 Dirt Factor : 0,0063 Jumlah Triangular pitch; Pressure drop = 0,3401 psia : 1 buah 29. Heater 01 Fungsi : Memanaskan umpan reaktor dari 42,09 O C menjadi 140 O C. Jenis Alat : Horisontal shell and tube. Kondisi Operasi Shell side : Steam O C; P = 791,7 kpa Tube side : Produk keluaran mixer 42, O C; P= 5 atm Ukuran Shell side : ID = 0,99 m ; Baffle spaces = 0,495m ; passes = 1 ; pressure drop = 0,0007 psia Tube side : OD = 0,019m ; P T = 0,0254 m ; Passes = 2; Nt = 1176 buah; 16 BWG; L = 7,315 m Triangular pitch; Pressure drop = 0,0015 psia Luas Transfer Panas : 514,7 m 2 Dirt Factor : 0,0037 Jumlah : 1 buah 30. Heater 02 Fungsi : Memanaskan produk centrifuge dari 40 O C menjadi 69,32 O C untuk diumpankan ke Menara Distilasi -01. Jenis Alat : Horisontal shell and tube. Kondisi Operasi Shell side : Steam O C; P = 791,7 kpa Tube side : Produk keluaran centrifuge 40 69,32 O C; P = 5,1 atm Pendahuluan 1-54

55 Ukuran Pra Rancangan Pabrik Butylene Oxide dari Butylene Shell side : ID = 0,7874 m ; Baffle spaces = m ; passes = 1 ; pressure drop = 0,0004 psia Tube side : OD = 0,019m ; P T = 0,0254 m ; Passes = 2; Luas Transfer Panas : 212,416 m 2 Dirt Factor : 0,00428 Jumlah Nt = 728 buah; 16 BWG; L = 4,877 m Triangular pitch; Pressure drop = 0,0051 psia : 1 buah 31. Heater 03 Fungsi : Memanaskan ekstrak dari 35 O C menjadi 83,62 O C untuk diumpankan ke Menara Distilasi -03. Jenis Alat : Horisontal shell and tube. Kondisi Operasi Shell side : Steam O C; P = 791,7 kpa Tube side : Ekstrak 35 83,62 O C; P= 1,1 atm Ukuran Shell side : ID = 0,3937 m ; Baffle spaces = 0,194 m ; passes = 1 ; pressure drop = 0,0007 psia Tube side : OD = 0,019m ; P T = 0,0254 m ; Passes = 2; Nt = 1176 buah; 16 BWG; L = 7,315 m Triangular pitch; Pressure drop = 0,0015 psia Luas Transfer Panas : 20,133 m 2 Dirt Factor : 0,00621 Jumlah : 1 buah 32. Cooler 01 Fungsi : Menurunkan suhu produk Reaktor dari140 O C menjadi 82 O C sebelum diumpankan ke Centrifuge. Pendahuluan 1-55

56 Jenis Alat Pra Rancangan Pabrik Butylene Oxide dari Butylene Kondisi Operasi Shell side Tube side Ukuran : Horisontal shell and tube. : Air O C; P = 1 atm : Produk centrifuge O C; P= 5 atm Shell side : ID = 0,99 m ; Baffle spaces = 0,489 m ; passes = 1 ; pressure drop = 0,02138 psia Tube side : OD = 0,019m ; P T = 0,0254 m ; Passes = 2; Luas Transfer Panas : 514,7 m 2 Dirt Factor : 0,0046 Jumlah Nt = 1176 buah; 16 BWG; L = 7,315 m Triangular pitch; Pressure drop = 0,002 psia : 1 buah 33. Cooler 02 Fungsi : Menurunkan suhu produk Reaktor dari 82 O C menjadi 40 O C sebelum diumpankan ke Centrifuge. Jenis Alat : Horisontal shell and tube. Kondisi Operasi Shell side : Air O C; P = 1 atm Tube side : Produk centrifuge O C; P= 5 atm Ukuran Shell side : ID = 0,99 m ; Baffle spaces = 0,489 m ; passes = 1 ; pressure drop = 0,00393 psia Tube side : OD = 0,019m ; P T = 0,0254 m ; Passes = 2; Nt = 1176 buah; 16 BWG; L = 7,315 m Triangular pitch; Pressure drop = 0,0014 psia Luas Transfer Panas : 514,7 m 2 Dirt Factor : 0,00451 Jumlah : 1 buah Pendahuluan 1-56

57 34. Cooler 03 Fungsi : Menurunkan suhu bottom product MD-01 dari 127,7 O C menjadi 69,74 O C sebelum diumpankan ke MD-02. Jenis Alat : Horisontal shell and tube. Kondisi Operasi Shell side : Air O C; P = 1 atm Tube side : Bottom product MD ,7 69,74 O C; P= 1,15 atm Ukuran Shell side : ID = 0,94 m ; Baffle spaces = 0,47 m ; passes = 1 ; pressure drop = 0,00916 psia Tube side : OD = 0,019m ; P T = 0,0254 m ; Passes = 2; Nt = 1044 buah; 16 BWG; L = 6,096 m Triangular pitch; Pressure drop = 0,0006 psia Luas Transfer Panas : 380,78 m 2 Dirt Factor : 0,00436 Jumlah : 1 buah 35. Cooler 04 Fungsi : Menurunkan suhu bottom product MD-02 dari 122,3 O C menjadi 35 O C untuk disimpan. Jenis Alat : Horisontal shell and tube. Kondisi Operasi Shell side : Air O C; P = 1 atm Tube side : Bottom product MD ,3-35 O C; P = 1,15 atm Ukuran Shell side : ID = 0,838 m ; Baffle spaces = 0,419 m ; passes = 1 ; pressure drop = 0,00068 psia Pendahuluan 1-57

58 Tube side : OD = 0,019m ; P T = 0,0254 m ; Passes = 2; Luas Transfer Panas : 242,178 m 2 Dirt Factor : 0,00356 Jumlah Nt = 830 buah; 16 BWG; L = m Triangular pitch; Pressure drop = 0,0002 psia : 1 buah 36. Cooler 05 Fungsi : Menurunkan suhu distilat MD-02 dari 59,8 O C menjadi 35 O C untuk diumpankan ke Ekstraktor. Jenis Alat : Horisontal shell and tube. Kondisi Operasi Shell side : Air O C; P = 1 atm Tube side : distilat MD-02 59,8-35 O C; P= 1 atm Ukuran Shell side : ID = 0,787 m ; Baffle spaces = 0,3937 m ; passes = 1 ; pressure drop = 0,00019 psia Tube side : OD = 0,019m ; P T = 0,0254 m ; Passes = 2; Nt = 830 buah; 16 BWG; L = 4,877m Triangular pitch; Pressure drop = 0,0005 psia Luas Transfer Panas : 242,178 m 2 Dirt Factor : 0,00385 Jumlah : 1 buah 37. Cooler 06 Fungsi Jenis Alat Kondisi Operasi Shell side Tube side : Menurunkan suhu distilat MD-03 dari 59,6 O C menjadi 35 O C untuk disimpan. : Horisontal shell and tube. : Air O C; P = 1 atm : Distilat MD-03 59,6-35 O C; P= 1 atm Pendahuluan 1-58