PRARANCANGAN PABRIK FERROSULFATE HEPTAHYDRATE DARI PICKLING LIQUOR DAN ASAM SULFAT KAPASITAS TON/TAHUN

dokumen-dokumen yang mirip
PRARANCANGAN PABRIK FERROSULFATE HEPTAHYDRATE DARI PICKLING LIQUOR DAN ASAM SULFAT KAPASITAS TON/TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK NATRIUM DIFOSFAT HEPTAHIDRAT DARI NATRIUM KLORIDA DAN ASAM FOSFAT KAPASITAS TON / TAHUN

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA

PRARANCANGAN PABRIK MAGNESIUM SULFAT DARI MAGNESIUM KARBONAT DAN ASAM SULFAT DENGAN KAPASITAS TON PER TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK MAGNESIUM SULFAT DARI MAGNESIUM OKSIDA DAN ASAM SULFAT KAPASITAS TON PER TAHUN

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA TUGAS PRARANCANGAN PABRIK SIRUP MALTOSA BERBAHAN DASAR TAPIOKA KAPASITAS TON PER TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK ASAM BORAT DARI BORAKS DAN ASAM SULFAT DENGAN PROSES ASIDIFIKASI KAPASITAS PRODUKSI TON/TAHUN

BAB I PENDAHULUAN D

PRARANCANGAN PABRIK SIRUP MALTOSA BERBAHAN DASAR TAPIOKA KAPASITAS TON/TAHUN

PERANCANGAN PABRIK MAGNESIUM SULFAT DARI MAGNESIUM KARBONAT DAN ASAM SULFAT KAPASITAS TON PER TAHUN

LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK PRARANCANGAN PABRIK ASAM ASETATDENGAN PROSES MONSANTO KAPASITAS TON PER TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK ASAM BORAT DARI BORAKS DAN ASAM SULFAT DENGAN PROSES ASIDIFIKASI KAPASITAS PRODUKSI TON/TAHUN

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

TUGAS PRA PERANCANGAN PABRIK BIODIESEL DARI DISTILAT ASAM LEMAK MINYAK SAWIT (DALMS) DENGAN PROSES ESTERIFIKASI KAPASITAS 100.

PRARANCANGAN PABRIK MAGNESIUM SULFAT DARI MAGNESIUM KARBONAT DAN ASAM SULFAT DENGAN KAPASITAS TON PER TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK PROPILEN GLIKOL DARI PROPILEN OKSIDA DAN AIR DENGAN PROSES HIDRASI KAPASITAS TON PER TAHUN

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA

NASKAH PUBLIKASI PRARANCANGAN PABRIK DIBUTYL PHTHALATE DARI PHTHALIC ANHYDRIDE DAN N-BUTANOL KAPASITAS TON/TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK ASAM SULFAT DARI SULFUR DAN UDARA KAPASITAS TON/TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK ASETALDEHIDA DENGAN PROSES DEHIDROGENASI ETANOL KAPASITAS TON/TAHUN

PRA RANCANGAN PABRIK KIMIA SODIUM LAURYL SULFAT DARI LAURYL ALKOHOL, ASAM SULFAT DAN NATRIUM HIDROKSIDA KAPASITAS TON/TAHUN EXECUTIVE SUMMARY

PRARANCANGAN PABRIK BUTADIENASULFON DARI 1,3 BUTADIENA DAN SULFUR DIOKSIDA KAPASITAS TON PER TAHUN

BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES

LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK MAGNESIUM SULFAT DARI MAGNESIUM KARBONAT DAN ASAM SULFAT

PRARANCANGAN PABRIK UREA FORMALDEHID PROSES FORMOX KAPASITAS TON / TAHUN

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS MATA KULIAH PRA PERANCANGAN PABRIK KIMIA

TUGAS PERANCANGAN PABRIK FORMALDEHID PROSES HALDOR TOPSOE KAPASITAS TON / TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK FORMALDEHID MENGGUNAKAN METAL OXIDE CATALYST PROCESS KAPASITAS TON/TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK NITROGLISERIN DARI GLISEROL DAN ASAM NITRAT DENGAN PROSES BIAZZI KAPASITAS TON/TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK GLISEROL DARI EPIKLOROHIDRIN DAN NATRIUM HIDROKSIDA KAPASITAS TON/TAHUN

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA

PRARANCANGAN PABRIK ETIL ASETAT DARI ASAM ASETAT DAN ETANOL DENGAN PROSES KONTINYU KAPASITAS TON PER TAHUN

TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT DARI ASAM SULFAT DAN NATRIUM NITRAT KAPASITAS TON PER TAHUN HALAMAN JUDUL

PRARANCANGAN PABRIK ETIL ASETAT DARI ASAM ASETAT DAN ETANOL DENGAN PROSES KONTINYU KAPASITAS TON PER TAHUN

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA

LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK ASAM BENZOAT DENGAN PROSES OKSIDASI TOLUENA DAN KATALIS KOBALT ASETAT KAPASITAS TON/TAHUN

LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK

PRARANCANGAN PABRIK METIL SALISILAT DARI METANOL DAN ASAM SALISILAT KAPASITAS TON/TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK FORMALDEHID PROSES FORMOX KAPASITAS TON / TAHUN

PRA RANCANGAN PABRIK UREA FORMALDEHIDPROSES D. B WESTERN KAPASITAS TON/TAHUN

TUGAS PERANCANGAN PABRIK METHANOL DARI GAS ALAM DENGAN PROSES LURGI KAPASITAS TON PER TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK METANOL DARI BATUBARA DENGAN PROSES GASIFIKASI KAPASITAS PRODUKSI TON/TAHUN

LAPORAN TUGAS PRARANCANGAN PABRIK

TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK MONONITROTOLUENA DARI TOLUENA DAN ASAM CAMPURAN DENGAN PROSES KONTINYU KAPASITAS TON/TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK AMMONIUM NITRAT PROSES STENGEL KAPASITAS TON / TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK N-BUTIL OLEAT DARI ASAM OLEAT DAN N-BUTANOL KAPASITAS TON / TAHUN

TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK NITROBENZENA DARI BENZENA DAN ASAM NITRAT DENGAN PROSES BIAZZI KAPASITAS TON PER TAHUN

NASKAH PUBLIKASI PRARANCANGAN PABRIK HEXAMINE DENGAN PROSES LEONARD KAPASITAS TON/TAHUN

Dosen Pembimbing 1. Dr. Ahmad M. Fuadi. 2. M. Mujiburohman Ph.D

TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK ASAM FORMAT DENGAN PROSES HIDROLISIS METIL FORMAT KAPASITAS TON/TAHUN

MAKALAH PENDADARAN PRARANCANGAN PABRIK CYCLOHEXANE DENGAN PROSES HYDROGENASI BENZENE KAPASITAS TON PER TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK PROPILEN OKSIDA DARI PROPILEN DAN TERT-BUTIL HIDROPEROKSIDA KAPASITAS TON/TAHUN

BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES. Kode M-01 M-02 M-03 Fungsi Mencampur NaOH 98% dengan air menjadi larutan NaOH 15%

PRARANCANGAN PABRIK SODIUM DODEKILBENZEN SULFONAT DENGAN PROSES SULFONASI OLEUM KAPASITAS TON PER TAHUN

KAPASITAS TON PER TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK KALSIUM KLORIDA DARI KALSIUM KARBONAT DAN ASAM KLORIDA KAPASITAS TON/TAHUN

TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA

TUGAS AKHIR HALAMAN JUDUL PRARANCANGAN PABRIK ASAM NITRAT DARI ASAM SULFAT DAN NATRIUM NITRAT KAPASITAS TON/TAHUN

TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK VINYL ACETATE DARI ACETYLENE DAN ACETIC ACID KAPASITAS TON/TAHUN

NASKAH PUBLIKASI PRARANCANGAN PABRIK NITROBENZENA DARI BENZENA DAN ASAM NITRAT DENGAN PROSES BIAZZI KAPASITAS TON/TAHUN

LAPORAN TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK METIL ESTER DARI MINYAK JARAK PAGAR DAN METANOL KAPASITAS TON/TAHUN

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA

BAB III PERANCANGAN PROSES. bahan baku Metanol dan Asam Laktat dapat dilakukan melalui tahap-tahap sebagai

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PRAPERANCANGAN PABRIK KIMIA PRAPERANCANGAN PABRIK ETILEN GLIKOL DENGAN KAPASITAS TON/TAHUN. Oleh :

PRARANCANGAN PABRIK ETIL ASETAT DARI ASAM ASETAT DAN ETANOL DENGAN KATALIS ASAM SULFAT KAPASITAS TON PER TAHUN

NASKAH PUBLIKASI PRARANCANGAN PABRIK PABRIK DISODIUM PHOSPHATE HEPTAHYDRATE DARI SODIUM CARBONATE DAN PHOSPHORIC ACID KAPASITAS 70.

NASKAH PUBLIKASI PRARANCANGAN PABRIK KLOROFORM DARI ASETON DAN KAPORIT KAPASITAS TON/TAHUN

DAFTAR ISI. Halaman Judul... i. Lembar Pengesahan... ii. Kata Pengantar... iv. Daftar Isi... v. Daftar Tabel... ix. Daftar Gambar...

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PRA PERANCANGAN PABRIK KIMIA

TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK ASETANILIDA DARI ASAM ASETAT DAN ANILIN KAPASITAS TON/TAHUN. Oleh : 1. Yulian Amin Rais I

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA

SKRIPSI PRA RANCANGAN PABRIK KIMIA

PRARANCANGAN PABRIK KALSIUM KLORIDA DARI KALSIUM KARBONAT DAN ASAM KLORIDA KAPASITAS TON/TAHUN

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA

PRARANCANGAN PABRIK FENOL FORMALDEHIDA DENGAN KATALIS ASAM (RESIN NOVOLAK) KAPASITAS ton/tahun

PRARANCANGAN PABRIK AMIL ASETAT DARI AMIL ALKOHOL DAN ASAM ASETAT KAPASITAS TON PER TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK NITROGLISERIN DARI ASAM NITRAT DAN GLISERIN DENGAN PROSES BIAZZI KAPASITAS TON PER TAHUN

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA

TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK SIKLOHEKSANA DENGAN PROSES HIDROGENASI BENZENA KAPASITAS TON PER TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK METIL LAKTAT DARI ASAM LAKTAT DAN METANOL KAPASITAS TON / TAHUN

TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK ISOPROPIL ASETAT DARI ASAM ASETAT DAN ISOPROPANOL KAPASITAS TON/TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK ETIL AKRILAT DENGAN PROSES ESTERIFIKASI KAPASITAS TON PER TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK ETIL AKRILAT DENGAN PROSES ESTERIFIKASI KAPASITAS TON PER TAHUN

TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK KARBON DISULFIDA DARI METANA DAN BELERANG KAPASITAS TON/TAHUN

TUGAS PRA PERANCANGAN PABRIK KIMIA

TUGAS PRA RANCANGAN PABRIK GLISEROL DARI CPO (Crude Palm Oil) DAN AIR DENGAN PROSES CONTINUOUS FAT SPLITTING KAPASITAS 44.

NASKAH PUBLIKASI PRARANCANGAN PABRIK N-BUTIL OLEAT DARI ASAM OLEAT DAN N-BUTANOL KAPASITAS TON PER TAHUN

TUGAS PERANCANGAN PABRIK PHTHALIC ANHYDRIDE DENGAN PROSES VON HEYDEN KAPASITAS TON/TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK ETILEN OKSIDA DARI ETILEN DENGAN PROSES OKSIDASI KAPASITAS TON/TAHUN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

PRARANCANGAN PABRIK ACRYLONITRILE DENGAN PROSES DEHIDRASI ETHYLENE CYANOHYDRINE KAPASITAS TON/TAHUN

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PRAPERANCANGAN PABRIK KIMIA

PRARANCANGAN PABRIK BIODIESEL DARI MINYAK JARAK PAGAR DAN METANOL KAPASITAS TON/TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK DIETIL ETER DARI ETANOL DENGAN PROSES DEHIDRASI KAPASITAS TON PER TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK ASAM FENIL ASETAT DARI BENZIL SIANIDA DAN ASAM SULFAT KAPASITAS TON/TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK ANILINE

TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK PROPILENA OKSIDA DENGAN PROSES HYDROPEROXIDE KAPASITAS TON PER TAHUN

TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK N-BUTIL AKRILAT DARI ASAM AKRILAT DAN N-BUTANOL MENGGUNAKAN DISTILASI REAKTIF KAPASITAS 60.

PRARANCANGAN PABRIK PERKLOROETILEN DARI PROPANA DAN KLORIN KAPASITAS TON PER TAHUN

Prarancangan Pabrik Nitrogliserin dari Gliserin dan Asam Nitrat dengan Proses Biazzi Kapasitas Ton/ Tahun BAB II DESKRIPSI PROSES

Transkripsi:

PRARANCANGAN PABRIK FERROSULFATE HEPTAHYDRATE DARI PICKLING LIQUOR DAN ASAM SULFAT KAPASITAS 20.000 TON/TAHUN Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata Satu Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Oleh : YUNITA RACHMAYANTI D500 120 039 PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017

i

ii

iii

PRARANCANGAN PABRIK FERROSULFATE HEPTAHYDRATE DARI PICKLING LIQUOR DAN ASAM SULFAT KAPASITAS 20.000 TON/TAHUN ABSTRAK Pabrik ferosulfat heptahidrat didirikan untuk memenuhi kebutuhan ferosulfat heptahidrat di dalam negeri maupun di luar negeri. Hal tersebut didasarkan atas ketersediaan bahan baku dan kebutuhan ferosulfat heptahidrat pada beberapa sector industri. Pabrik fero sulfat heptahidrat dengan bahan baku pickling liquor dan asam sulfat direncanakan akan didirikan dengan kapasitas 20.000 ton per tahun. Proses reaksi pembuatan ferosulfat heptahidrat dilakukan pada Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) dengan kondisi operasi 85 o C pada tekanan 1 atm. Reaksi berlangsung secara endotermis, isotermal non adiabatis. Setelah proses pembuatan kemudian dilakukan proses pembentukan kristal yang berlangsung pada kristaliser dengan kondisi operasi suhu 40 o C. Kemudian dilanjutkan proses pemurnian dengan cara pemisahan kristal dengan mother liquornya. Kebutuhan bahan baku untuk memenuhi target produk yang dihasilkan adalah pickling liquor sebanyak 5.614,0933 kg/jam dan asam sulfat sebanyak 5.319,3309 kg/jam. Kebutuhan utilitas dalam tiap tahunnya berupa kebutuhan air proses sebanyak 14.051,5446 kg/jam, untuk air pendingin sebanyak 2.699,5371 kg/jam, penyedia steam sebanyak 6.011,5055 kg/jam, listrik sebanyak 194,3944 kw, dan bahan bakar sebanyak 0,0977 m 3 /jam. Pabrik ferosulfat heptahidrat ini direncanakan didirikan di Kota Gresik dengan luas bangunan 23.000 m 2 dan luas tanah 32.000 m 2 dan direncanakan beroperasi selama 330 hari. Pendirian suatu pabrik tentunya juga harus mempertimbangkan jumlah pekerja. Pabrik ferosulfat heptahidrat ini akan didirikan dengan karyawan sejumlah 174 orang. Analisis ekonomi menunjukkan besarnya modal tetap sebesar Rp 434.091.880.960,77 dan modal kerja sebesar Rp 310.408.238.499,35. Sedangkan keuntungan yang didapatkan sebelum terkena pajak 30% sebesar Rp 163.244.005.389,38 dan keuntungan setelah terkena pajak sebesar Rp 114.270.803.772,57 Percent Return on Investment (ROI) sebelum pajak 32,81% dan sesudah pajak 22,97%. Pay Out Time (POT) sebelum pajak 2,34 tahun dan sesudah pajak 3,03 tahun. Break Event Point (BEP) sebesar 54,4% dan Shut Down Point (SDP) sebesar 38,02%. Discounted Cash Flow (DCF) yang diperoleh pabrik adalah sebesar 34,2% setiap tahun. Dengan demikian maka pabrik ferosulfat heptahidrat yang direncanakan ini layak untuk didirikan. Kata kunci: ferrosulfate heptahydrate, pickling liquor, asam sulfat ABSTRACT Ferrosulfate heptahydrate factory was established to meet the needs of ferrosulfate heptahydrate in the country and abroad. It is based on the availability 1

of raw materials and the need ferrosulfate heptahydrate in several industrial sectors. Ferrosulfate heptahydrate factories with raw materials pickling liquor and sulfuric acid is planned to be established with a capacity of 20,000 tons per year. The process of making ferrosulfate heptahydrate reaction performed on Continuous Stir Tank Reactor (CSTR) at operating conditions 85 o C and a pressure of 1 atm. Endothermic reaction, isothermal condition, and takes place in nonadiabatic. After the manufacturing process and then do the process of crystal formation takes place in cristalizer 40 o C operating conditions. Then continue the process of purification by means of separation of crystals with his mother liquor. Raw material requirements to meet the target of the resulting product is a pickling liquor as much 5.614,0933 kg/h and sulfuric acid as 5.319,3309 kg/h. Utility requirements in each year in the form of process water needs as much 14.051,5446 kg/h, for cooling water as much as 2.699,5371 kg/ hr, steam providers as much 6.011,5055 kg/hr, 194,3944 kw much electricity, and fuel as much as 0,0977 m 3 /h. Ferrosulfate heptahydrate factory is planned to set up in the city of Gresik with a building area of 23,000 m 2 and a land area of 32,000 m 2 and is planned to operate for 330 days. The establishment of the plant would also have to consider the number of workers. Ferrosulfat heptahydrate factory will be established with a number of employees 174 people. The economic analysis shows the amount of Rp 434,091,880,960.77 fixed capital and working capital of Rp 310,408,238,499.35. While the gains before tax hit 30% of Rp 163,244,005,389.38 and profit after tax of Rp 114,270,803,772.57 exposed Percent Return on Investment (ROI) before tax 32.81% and after tax 22.97%. Pay Out Time (POT) before tax of 2.34 years and after tax to 3.03 years. Break Event Point (BEP) by 54.4% and Shut Down Point (SDP) of 38.02%. Thus, the plant planned ferrosulfate heptahydrate is feasible to set up. Keywords: ferrosulfate heptahydrate, pickling liquor, sulfuric acid 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Saat ini industri kimia di negara Indonesia berkembang secara pesat, hal tersebut ditunjukkan dengan semakin banyaknya pabrik kimia yang didirikan dan semakin meningkatnya permintaan pasar akan zat kimia. Perkembangan industri-industri tersebut juga mengakibatkan peningkatan volume limbah dari berbagai macam industri. Limbah buangan industri tersebut harus dilakukan pengolahan terlebih dahulu sebelum dibuang ke lingkungan atau dapat 2

terjadi dengan industri baja yang menghasilkan produk samping berupa pickling liquor. Pickling liquor yang merupakan produk samping dari industri baja mempunyai kandungan FeCl 2, HCl, dan H 2 O. Untuk mengurangi volume limbah dari industri baja, dilakukan pengolahan terhadap pickling liquor. Kandungan FeCl 2 pada pickling liquor merupakan bahan baku pembuatan ferosulfat heptahidrat (FeSO 4.7H 2 O). Tetapi terlebih dahulu harus dilakukan proses pemisahan dari HCl dan H 2 O. Ferosulfat heptahidrat mempunyai peluang yang tinggi di pasaran. Namun sampai saat ini produksi FeSO 4.7H 2 O di Indonesia sangatlah terbatas. Hampir semua industri yang menggunakan FeSO 4.7H 2 O sebagai bahan baku utama maupun bahan pendamping selalu mengimpor dari luar negeri. Padahal kebutuhan dalam negeri sangat banyak tetapi belum ada pabrik lokal yang memproduksi FeSO 4.7H 2 O. 1.2 Kapasitas Pabrik Kebutuhan FeSO 4.7H 2 O tiap tahun semakin meningkat sehingga menyebabkan kegiatan impor pun semakin meningkat. Berikut adalah data impor FeSO 4.7H 2 O yang masuk ke Indonesia selama 5 tahun terakhir dapat dilihat pada Tabel 1.1 Tabel 1.1 Data Impor Ferosulfat Heptahidrat di Indonesia. No Tahun Jumlah (ton) 1 2010 7.447,655 2 2011 10.424,747 3 2012 12.391,583 4 2013 13.536,176 5 2014 11.994,739 3

Sumber : (BPS, 2010-2014) 1.3 Lokasi Pabrik Letak geografis suatu pabrik mempunyai pengaruh yang besar terhadap kelangsungan operasional dan nilai ekonomis pabrik itu sendiri. Banyak faktor yang harus diperhatikan dan dipertimbangkan dalam menentukan lokasi suatu pabrik pada umumnya ditetapkan atas dasar orientasi bahan baku dan orientasi pasar. Lokasi pabrik ferosulfat heptahidrat ditetapkan di Bontang, Kalimantan Timur 1.4 Tinjauan Pustaka Ferosulfat heptahidrat (FeSO 4.7H 2 O) berbentuk biru-hijau kristal monoklinik yang sangat larut dalam air dan agak larut dalam alkohol. Ferosulfat heptahidrat dikenal dengan banyak nama lainnya termasuk cupperas, vitriol hijau, dan besi vitriol. Senyawa ini efflorescent di udara kering. Dalam udara lembab senyawa teroksidasi menjadi kuning-coklat besi (III) sulfat dikarenakan larutan air cenderung untuk mengoksidasi. Laju oksidasi meningkat dengan peningkatan ph, suhu, dan cahaya (Kirk dan Othmer, 1979). Dalam industri kimia proses pembuatan ferosulfat heptahidrat dapat dilakukan dengan dua macam proses, antara lain: 1. Hasil samping pembuatan TiO 2 Pada proses ini konsentrat FeTiO 3 direaksikan dengan asam sulfat. Proses tersebut dapat dilakukan secara batch maupun kontinyu pada suhu 443 K dan terjadi reaksi eksoterm. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: FeTiO 3 + 2 H 2 SO 4 TiOSO 4 + FeSO 4 + H 2 O...(1.1) Kemudian proses dilanjutkan dengan pengurangan kandungan asam yaitu dengan menambahkan Fe ke dalam larutan. Setelah itu dilakukan pendinginan agar terbentuk endapan ferrosulfat kristal. Ferrosulfat yang telah mengendap terlepas dari senyawa TiOSO 4. Senyawa titanium sulfat berubah menjadi asam metatitanic lagi dan mengendap saat ditambahkan air. Endapan yang terbentuk dibakan dengan tujuan menghilangkan air dan 4

residu SO 3. Pembakaran dilakukan dengan suhu lebih dari 950 o C kemudian akan membentuk hasil samping berupa TiO 2. 2. Proses Steel-Pickling Proses steel-pickling merupakan proses pembuatan ferosulfat heptahidrat dengan cara mereaksikan pickling liquor dengan asam sulfat. Proses tersebut dilakukan pada reaktor tangki alir berpengaduk (CSTR) pada suhu 85 o C. Kondisi harus tetap dijaga agar ferosulfat tidak teroksidasi menjadi ferisulfat. Untuk menghasilkan produk dengan kemurnian tinggi yaitu 99 % berat, tekanan operasi dijaga pada 1 atm. Setelah direaksikan di dalam reaktor, hasil dipekatkan di evaporator pada suhu 100 o C. Proses dilanjutkan dengan pengkristalan sampai suhu mencapai 35 o C pada kristaliser. Kristal yang dihasilkan kemudian dilakukan filtering terhadap mother liquor sehingga menghasilkan kristal FeSO 4.7H 2 O yang sesuai di pasaran. Dari kedua proses tersebut, maka proses yang akan digunakan adalah proses steel-pickling karena proses yang dilakukan mudah dan tidak ada hasil samping. 1.5. Kegunaan Produk 1. Industri Tinta Cetak Ferosulfat heptahidrat biasanya digunakan sebagai bahan pengental tinta. 2. Industri Tekstil Biasanya ferosulfat heptahidrat digunakan untuk pencampuran pewarna kain. 2. METODE 2.1 Dasar Reaksi Reaksi pembuatan ferosulfat heptahidrat yang dilakukan dengan proses steel-pickling berlangsung secara irreversible dan bersifat endotermis. Reaksi yang terjadi adalah FeCl 2 + H 2 SO 4 (l) 85 o C, 1 atm FeSO 4 (s) + 2 HCl (g)..(2.1) Reaksi tersebut bersifat endotermis sehingga terjadi penambahan panas. 5

2.2 Kondisi Operasi Ditinjau dari segi kinetikanya, reaksi pembentukan ferosulfat heptahidrat merupakan reaksi berorde satu. Reaksi ini berjalan pada suhu 85 o C dan tekanan 1 atm selama 4 jam di dalam reaktor alir tangki berpengaduk (RATB) dengan perbandingan mol 3:1 (asam sulfat : pickling liquor). 2.3 Tinjauan Termodinamika Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: FeCl 2 + H 2 SO 4 (l) FeSO 4 (s) + 2 HCl (g)..(2.2) Harga panas pembentukan ( H o f) pada reaksi tersebut dapat dilihat pada perhitungan sebagai berikut: H o f FeCl 2 = -181,9 kkal/mol H o f H 2 SO 4 = -193,69 kkal/mol H o f FeSO 4 = -221,3 kkal/mol H o f HCl = -22,063 kkal/mol (Yaws, 1999) H o f 298 K = H o f produk - H o f reaktan = ((-221,3) + (-22,063 x 2)) ((-181,9) + (-193,69)) = 110,164 kkal/mol = 110.164 kal/mol Harga H o f 298 K bernilai positif sehingga reaksi pembentukan ferosulfat bersifat endotermis atan memerlukan panas selama reaksi berlangsung. Harga konstanta kesetimbangan reaksi bisa dilihat dari perhitungan sebagai berikut: G = -RT Ln K G o FeCl 2 = -72,6 kkal/mol G o H 2 SO 4 = -156,81 kkal/mol G o FeSO 4 = -195,5 kkal/mol G o HCl = -22,778 kkal/mol (Yaws, 1999) G o 298 K = G o produk - G o reaktan = (-195,5 + (2 x -22,778)) (-72,6 + (-156,81)) = - 11,646 kkal/mol = - 11.646 kal/mol K = Exp ( G/RT) 6

( 11,646 kal / mol) = Exp 1,9872 kal / mol 298 K = 2,88 x 10-9 Reaksi dijalankan pada suhu 85 o C sehingga harga K pada suhu 85 o C (358 K) dapat dihitung dengan persamaan: Ln (K 358 / K 298 ) = (- H o f 298 K / R) ( 1/T 1/298) = (-110.164 / 1,9872) ((1/358)-(1/298)) K 358 / 2,88x10-9 = e 31,1781 K 358 K = 9,997 x 10 4 Harga K>1 maka reaksi pembentukan ferosulfat heptahidrat bersifat irreversible atau searah. 2.4 Langkah Proses Proses pembuatan Ferosulfat Heptahidrat dari Pickling liquor dan Asam Sulfat dapat dilakukan melalui tahap-tahap sebagai berikut: 2.4.1. Penyiapan Bahan Baku H 2 SO 4 berbentuk cairan dengan kemurnian 98% dan impuritas H2O 2%. Sebelum masuk reaktor, H2SO4 diencerkan terlebih dahulu dalam mixer (M-101) pada kondisi T= 33 C dan P= 1 atm. 2.4.2. Reaksi Pembentukan dalam Reaktor Tahap ini bertujuan untuk mereaksikan pickling liquor dan asam sulfat menjadi ferrosulfat. Reaksi ini dilakukan dalam Reaktor Tangki Alir Berpengaduk (R-101) dengan kondisi operasi T= 85 C dan P= 1 atm. Umpan masuk dari puncak reaktor, campuran umpan di dalam rekator untuk membentuk produk ferosulfat merupakan reaksi netralisasi. Reaksi tersebut berlangsung pada fase cair-cair dan bersifat endotermis, sehingga reaktor dilengkapi jaket pemanas lengan steam masuk pada suhu T= 120 C bertujuan untuk memenuhi panas yang diinginkan. 2.4.3. Pemisahan dan Pemurnian Hasil Produk dari reaktor dipompa dengan pompa sentrifugal menuju ke evaporator (V-101). Proses yang terjadi pada evaporator (V-101) adalah 7

proses penghilangan kadar H2O dalam produk dengan rasio mol H2O sebelum dan setelah dikeringkan adalah 3:1. Kondisi operasi di evaporator pada T= 100 C dan P= 1 atm. Sebagai media penguapan digunakan steam pada suhu 120 C. larutan hasil dari evaporator dialirkan menuju Crytalizer (S-101) dengan system pendingin sebagai media pendingin masuk T= 100 C dan keluar pada T= 35 C dengan P= 1 atm. Proses kristalisasi larutan jenuh berlangsung selama 4 jam. Produk keluar kristaliser (S-101) dialirkan menuju centrifuge (H-101) yang bertujuan untuk memisahkan mother liquor dari produk Ferrosulfat Heptahydrat. Kondisi operasi pada Centrifuge (H-101) P= 1 atm dan T=35 C. Produk yang didapatkan dari output centrifuge (H-101) dialirkan ke dryer (B-101) untuk dikeringkan dengan kondisi operasi T= 60 C dan tekanan 1 atm. Mother liquor yang terpisah di centrifuge (H-101) di recycle untuk dipekatkan lagi ke evaporator (V-101). Kristal Ferrosulfat Heptahydrat dikeringkan di dalam dryer (B-101) dengan menguapkan air hingga 99,2%. Sebagai pemanas digunakan udara panas pada T= 60 C dan P= 1 atm. Produk keluar dari dryer (B-101) dengan komponen FeSO4.7H2O 99,00%, H2SO4 0,051%, H2O 0,8075%, FeSO4 0,071%, dan FeCl2 0,0705% 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. Mixer Kode : M-101 Tugas : Mencampurkan Asam Sulfat dengan Air Tipe : Silinder vertikal berpengaduk dengan head dan bottom berbentuk torispherical Bahan : Stainless steel SA-167 Grade 3 Tipe 304 Jumlah : 1 buah Waktu tinggal : 1 jam Tekanan : 3,7 atm Suhu : 33,7562 C Spesifikasi : 8

Volume : 46,2904 m³ Diameter : 3,8923 m Tinggi : 5,4696 m Pengaduk : Jenis : Turbin Marine propeller 6 blade Diameter : 1,2974 m Lebar : 0,2206 m Tinggi : 3,5031 m Kecepatan : 109,4568 rpm Power : 3 Hp Harga Alat : Rp 12.469.774.891,86 3.2. Reaktor Kode : R-101 Tugas : Mereaksikan larutan Asam Sulfat dan Pickling liquor Tipe : CSTR (Continuous Strirred Tank Reactor) Bahan : Stainless steel SA-167 Grade 3 tipe 304 Jumlah : 2 buah Kondisi : Tekanan : 1,09 atm Suhu : 85 C Dimensi : Diameter : 1,5918 m Tinggi : 3,1765 m Tebal shell : 0,0048 m Pengaduk : Jenis : Turbin Diameter : 0,5306 m Lebar : 0,1326 m Tinggi : 2,3222 m Kecepatan : 606,5118 rpm 9

Power : 1,5 Hp Head : Tebal : 0,0048 m Tinggi : 0,8507 m Pemanas : Fungsi : Menjaga agar suhu operasi konstan Tipe : koil pemanas Media pendingin : steam diameter koil : 0,0213 m Jumlah lilitan : 44 lilitan Harga Alat : Rp 3.041.157.637,91 3.3. Evaporator Nama Alat : Evaporator Kode : V-101 Fungsi : Memekatkan larutan hasil dengan menguapkan air yang terdapat dalam larutan Tipe : Short Tube Evaporator Bahan Konstruksi : Nickel-Based 213 Grade TP310 Volume : 68,1145 m 3 Tinggi : 6,5796 m Diameter : 4,7045 m Tebal Shell : 3/8 in Tinggi Head : 1,6904 m Tebal Head : 5/16 in Luas transfer panas : 298,0716 ft 2 Jumlah : 1 Harga Alat : Rp 4.154.591.620,90 3.4. Kristaliser Nama Alat : Kristaliser 10

Kode : S-101 Fungsi : Mengkristalkan fero sulfat dari larutan yang keluar dari evaporator Tipe : Jacketed pipe scrape crystalizer Bahan Konstruksi : Stainless Steel SA-240 Grade B Rate Volumetrik : 25.846,1972 kg/jam Q Pendingin : 285.121,0848 Btu/jam Jumlah Air Pendingin : 436,5249 kg/jam Luas Transfer Panas : 229,5185 ft 2 Overall Coefficient : 45,5289 Btu/jam.ft 2.0F Panjang : 48,6238 m Diameter : 0,6096 m Power Pengaduk : 10 Hp Jumlah : 4 buah Harga Alat : Rp 6.315.459.266,10 3.5. Centrifuge Kode : H-101 Fungsi : Memisahkan kristal FeSO 4 dari mother liquor Jenis : Continuous Filtering Centrifuge Jumlah Rate volumetric : : 1 buah 19,3005 m 3 /jam Dimensi centrifuge Diameter : 1,143 m Panjang : 3,429 m Kondisi operasi Tekanan : 1,9 atm Suhu : 50 o C Motor Kecepatan : 600 rpm Kecepatan : 10 rps 11

Power : 3 Hp Harga Alat : Rp 1.476.864.320,78 3.6. Dryer Kode : B-101 Fungsi : Mengurangi kadar cairan yang terikut pada hasil padatan FeSO 4 Jenis : Direct contact counter current rotary dryer Dimensi Diameter : 3,1128 m Panjang : 10,9220 m Kondisi operasi Tekanan : 1 atm Suhu : 50 o C Jumlah flight : 1 buah Kecepatan putar : 2,2848 rpm Waktu tinggal : 3 Jam Jumlah : 1 buah Harga Alat : Rp 2.454.869.074,12 3.7. Utilitas Unit pendukung proses (utilitas) merupakan sarana penting sebagai penunjang jalannya proses produksi dalam pabrik. Utilitas merupakan sarana penunjang karena kebutuhannya sebagai sarana lain yang diperlukan selain bahan baku dan bahan pembantu dalam proses produksi. adapun utilitas yang terdapat pada pabrik FeSO 4.7H 2 O meliputi: Unit pengadaan air (air proses, air pendingin, air konsumsi, dan air sanitasi) sebanyak 21.134,6578 kg/jam Unit pengadaan bahan bakar Digunakan bahan bakar solar untuk boiler sebanyak 1.940,8620 L/hari dan generator sebanyak 1.580,2817 L/hari Unit pengadaan listrik 12

Listrik yang akan digunakan sebesar 155,5155 kw Unit pengolahan limbah Unit Laboratorium Ada 3 laboratorium yaitu laboratorium fisik, analitik dan pengembangan. Unit laboratorium berfungsi untuk menunjang kelancaran proses produksi dan menjaga mutu produk. Selain itu, mempunyai peran untuk menganalisis bahan baku, analisis proses dan analisis kualitas produk. 3.8. Analisis Ekonomi Pabrik Ferosulfat Heptahidrat digolongkan pabrik memiliki kondisi operasi yang tinggi yaitu pada suhu 85 o C dan tekanan 1,09 atm. Hasil analisis kelayakan ekonomi adalah sebagai berikut : 1. Keuntungan sebelum pajak Rp 163.244.005.389,38 per tahun Keuntungan setelah pajak Rp 114.270.803.772,57 per tahun 2. ROI (Return On Investment) sebelum pajak 32,81% ROI sesudah pajak 22,97% ROI sebelum pajak untuk pabrik berisiko tinggi minimal 11 %. 3. POT (Pay Out Time) sebelum pajak 2,34 tahun POT sesudah pajak 3,03 tahun POT sebelum pajak untuk pabrik berisiko tinggi maksimal 5 tahun. 4. BEP (Break Even Point) adalah 54,4% dan SDP (Shut Down Point) adalah 38,02%. BEP untuk pabrik kimia pada umumnya berkisar antara 40 % - 60% 5. DCF (Discounted Cash Flow) adalah 34,2% 6. Berdasarkan pertimbangan bahwa ROI, BEP, dan DCF untuk pabrik beresiko tinggi dikarenakan tekanan operasinya di atas tekanan atmosfer namun perhitungannya memenuhi standar, sehingga pabrik Ferosulfat Heptahidrat ini layak untuk didirikan. 4. PENUTUP Prarancangan pabrik Ferosulfat Heptahidrat kapasitas 20.000 ton/tahun digunakan bahan baku pickling liquor sebanyak 5.614,0933 kg/jam dan asam sulfat sebanyak 13

5.319,3309 kg/jam. Proses yang digunakan adalah proses steel-pickling dengan mereaksikan FeCl 2 dan H 2 SO 4 pada reaktor tangki alir berpengaduk dengan kondisi operasi suhu 85 o C dan tekanan 1,09 atm berlangsung selama 4 jam. Dari perancangan yang telah dilakukan, didapatkan analisis ekonomi yaitu ROI, POT, BEP, dan SDP yang masih dalam range, sedangkan nilai DCF yang didapatkan sesuai dengan yang direncanakan. Dari analisis tersebut dapat disimpulkan bahwa pabrik Ferosulfat Heptahidrat layak untuk didirikan. PERSANTUNAN Alhamdulillah saya bersyukur atas karunia Allah yang telah memudahkan jalan saya untuk menyelesaikan tugas ini. Terima kasih saya ucapkan kepada dosen pembimbing saya Ibu Emi Erawati, S.T., M.Eng. dan Ibu Kusmiyati, Ph.D atas bimbingannya selama saya mengerjakan tugas akhir ini. Terima kasih pula saya ucapkan kepada partner saya Esti Rahayu atas kerjasamanya sehingga kita bisa menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. DAFTAR PUSTAKA Kirk, R.E., dan Othmer, D.F. 1998. Encyclopedia of Chemical Technology. New York: The Interscience Encyclopedia Inc. Yaws, carl L. 1996. Handbook of Thermodynamic Diagram. Texas: Gulf Publishing Company. https://www.bps.go.id Diakses pada tanggal 15 Februari 2015. 14