digilib.uns.ac.id TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK TRIMETILETILENA DENGAN PROSES ISOMERISASI METIL BUTENA KAPASITAS 15.000 TON/TAHUN Oleh: Chenvika Cicylia Pekerto I 1504004 Nasrifah Nur Rohmani I 1504013 PROGRAM STUDI S-1 NON REGULER TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit 2012 to user i
digilib.uns.ac.id LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK TRIMETILETILENA DENGAN PROSES ISOMERISASI METIL BUTENA KAPASITAS 15.000 TON/TAHUN Oleh : Chenvika Cicylia Pekerto I 1504004 Nasrifah Nur Rohmani I 1504013 Pembimbing Dipertahankan di depan tim penguji : Dwi Ardiana S, S.T., M.T. NIP. 19730131 199802 2 001 1. Ir. Samun Triyoko NIP. 19470421 198503 1 001 2. Wirawan Ciptonugroho,S.T., M.S. NIP. 19831223 200912 1 004 1.. 2.... Disahkan Ketua Program Studi S-1 Non Reguler Jurusan Teknik Kimia Enny Kriswiyanti A., S.T., M.T. NIP. 19721126 200003 2 001
digilib.uns.ac.id KATA PENGANTAR Puji Syukur kepada Allah, karena rahmat dan ridho-nya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan judul Prarancangan Pabrik Trimetiletilena 15.000 ton/tahun. Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan baik berupa dukungan moral maupun material dari berbagai pihak. Oleh karena itu sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi dan semangat yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah. 2. Dwi Ardiana Setyawardhani, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing atas bimbingan dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir. 3. Ir. Samun Triyoko selaku Dosen Penguji I dan Wirawan Ciptonugroho, S.T., M.S. selaku Dosen Penguji II dalam ujian pendadaran tugas akhir. 4. Dr. Sunu H. Pranolo selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FT UNS. 5. Teman-teman mahasiswa Teknik Kimia FT UNS. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya. Surakarta, Maret 2012 Penulis iii
digilib.uns.ac.id DAFTAR ISI Halaman Judul Lembar Pengesahan Kata Pengantar Daftar Isi. Daftar Tabel i ii iii iv x Daftar Gambar. xiii Intisari. xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik.... 1 1.2. Kapasitas Perancangan.... 2 1.2.1. Kebutuhan Trimetiletilena Dalam Negeri. 2 1.2.2 Ketersediaan Bahan Baku.. 3 1.2.3 Kapasitas Minimal. 3 1.3. Pemilihan Lokasi Pabrik. 5 1.4. Tinjauan Pustaka. 6 1.4.1. Macam macam Proses.... 6 I.4.2. Kegunaan Produk.. 7 1.4.3. Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk 8 1.4.4. Tinjauan Proses secara Umum. 11 BAB II DESKRIPSI PROSES 2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk.. 13 2.1.1. Spesifikasi Bahan Baku. 13 iv
digilib.uns.ac.id 2.2.2. Spesifikasi Bahan Pendukung... 13 2.1.3. Spesifikasi Produk.... 14 2.2. Konsep Proses. 14 2.2.1. Dasar Reaksi.. 14 2.2.2. Mekanisme Reaksi 15 2.2.3. Tinjauan Kinetika..... 20 2.2.4. Tinjauan Termodinamika..... 22 2.2.5. Kondisi Operasi........ 24 2.3. Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses... 24 2.3.1. Diagram Alir Proses..... 25 2.3.2. Diagram Alir Kualitatif.... 26 2.3.3. Diagram Alir Kuantitatif... 27 2.3.4. Tahapan Proses. 28 2.4. Neraca Massa dan Neraca Panas.... 29 2.4.1. Neraca Massa.... 29 2.4.2. Neraca Panas.... 35 2.5. Lay Out Pabrik dan Peralatan..... 41 2.5.1. Lay Out Pabrik.. 41 2.5.2. Lay Out Peralatan..... 47 BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES 3.1. Alat Utama...... 50 3.1.1. Reaktor R-01. 50 3.1.2 Menara Distilasi T-01 51 v
digilib.uns.ac.id 3.2. Alat Pendukung...... 52 3.2.1. Tangki Metil Butena TT-01.. 52 3.2.2. Tangki Trimetiletilena TT-02........ 53 3.2.3. Separator FG-01........ 54 3.2.4. Akumulator D-01........ 55 3.2.5. Heat Exchanger E-01...... 56 3.2.6. Heat Exchanger E-02........ 57 3.2.7. Heat Exchanger E-03........ 58 3.2.9. Pompa J-01.......... 60 3.2.10. Pompa J-02...... 61 3.2.11. Pompa J-03........ 62 3.2.12 Pompa J-04 63 3.2.13 Expander JC-01. 63 BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM 4.1. Unit Pendukung Proses... 65 4.1.1. Unit Pengadaan Air.. 66 4.1.2. Unit Pengadaan Steam.. 77 4.1.3. Unit Pengadaan Udara Tekan.. 78 4.1.4. Unit Pengadaan Listrik.. 80 4.1.5. Unit Pengadaan Bahan Bakar.. 85 4.1.6 Unit Pengadaan Limbah 85 4.1.7 Unit Refrigerasi. 86 4.2. Spesifikasi Alat Utilitas... 87 vi
digilib.uns.ac.id 4.2.1. Tangki Aerator 87 4.2.2. Tangki Penampung Air..... 88 4.2.3. Tangki Iron Removal Filter... 89 4.2.4. Tangki Klorinasi 90 4.2.5. Tangki Penampungan Konsumsi dan Sanitasi.. 91 4.2.6. Tangki Kation Exchanger.. 91 4.2.7. Tangki Anion Exchanger... 92 4.2.8. Tangki Penampung Air Denim.. 93 4.2.9. Tangki Kondensat.. 95 4.2.10. Tangki Deaerator... 95 4.2.11. Boiler. 96 4.2.12. Kompresor. 97 4.2.13. Generator... 97 4.2.14. Pompa Utilitas... 98 4.3. Laboratorium 100 4.3.1. Program Kerja Laboratorium. 101 4.3.2. Penanganan Sampel... 103 4.3.3. Prosedur Analisa 104 BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN 5.1. Bentuk Perusahaan.. 105 5.2. Struktur Organisasi... 106 5.3. Tugas dan Wewenang. 108 5.3.1. Pemegang Saham 108 vii
digilib.uns.ac.id 5.3.2. Dewan Komisaris 108 5.3.3. Dewan Direksi. 109 5.3.4. Staf Ahli.. 110 5.3.5. Penelitian dan Pengembangan (Litbang) 110 5.3.6. Kepala Bagian. 111 5.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan 115 5.4.1. Karyawan non shift / harian 115 5.4.2. Karyawan Shift.... 117 5.5. Status Karyawan dan Sistem Upah. 118 5.5.1. Karyawan Tetap.. 118 5.5.2. Karyawan Kontrak 119 5.5.3. Karyawan Borongan 119 5.6. Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji.. 119 5.6.1. Penggolongan Jabatan. 119 5.6.2. Jumlah Karyawan dan Gaji. 120 5.7. Kesejahteraan Sosial Karyawan.. 122 5.8. Manajemen Produksi.. 123 5.8.1. Perencanaan Produksi. 124 5.8.2. Pengendalian Produksi 125 BAB VI ANALISA EKONOMI 6.1. Penaksiran Harga Peralatan 133 6.2. Penentuan Total Capital Investment (TCI)... 136 6.2.1. Modal Tetap (Fixed Capital Investment) 136 viii
digilib.uns.ac.id 6.2.2. Modal Kerja (Working Capital Investment)... 145 6.3 Penentuan Biaya Produksi Total. 148 6.3.1. Manufacturing Cost. 148 6.3.2. General Expense.. 155 6.4. Keuntungan (Profit)... 157 6.5. Analisa Kelayakan.. 158 Daftar Pustaka... Lampiran A. Data-Data Sifat Fisis. Lampiran B. Neraca Massa Lampiran C. Neraca Panas. Lampiran D. Perancangan Reaktor ix
digilib.uns.ac.id DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Data Impor Trimetiletilena Tahun 199-2004 (BPS)... 3 0 Tabel 2.1 Harga ΔH f masing-masing Komponen... 22 Tabel 2.2 Harga ΔG 0 f masing-masing Komponen... 22 Tabel 2.3 Neraca Massa Total... 29 Tabel 2.4 Neraca Massa Separator FG-01... 30 Tabel 2.5 Neraca Massa Reaktor R-01... 30 Tabel 2.6 Neraca Massa Menara Destilasi T-01... 31 Tabel 2.7 Neraca Massa Heat Exchanger E-04... 31 Tabel 2.8 Neraca Massa Tee-01... 32 Tabel 2.9 Neraca Massa Tee-02... 32 Tabel 2.10 Neraca Massa Tee-03... 33 Tabel 2.11 Neraca Massa Tee-04... 33 Tabel 2.12 Neraca Massa Tee-05... 34 Tabel 2.13 Neraca Panas Total... 35 Tabel 2.14 Neraca Panas Reaktor R-01... 36 Tabel 2.15 Neraca Panas Separator FG-01... 36 Tabel 2.16 Neraca Panas Menara Distilasi T-01... 37 Tabel 2.17 Neraca Panas Heat Exchanger E-01... 37 Tabel 2.18 Neraca Panas Heat Exchanger E-02... 38 Tabel 2.19 Neraca Panas Heat Exchanger E-03... 38 Tabel 2.20 Neraca Panas Heat Exchanger E-04... 39 x
digilib.uns.ac.id Tabel 2.21 Neraca Panas Tee-01... 39 Tabel 2.22 Neraca Panas Tee-02... 40 Tabel 2.23 Neraca Panas Tee-03... 40 Tabel 2.24 Neraca Panas Tee-04... 41 Tabel 2.25 Neraca Panas Tee-05... 41 Tabel 4.1 Parameter Standar Baku Air Tanah... 67 Tabel 4.2 Persyaratan Air Umpan Boiler... 68 Tabel 4.3 Rekomendasi Batas Air Boiler... 68 Tabel 4.4 Daftar Persyaratan Kualitas Air Minum... 70 Tabel 4.5 Kebutuhan Air Umpan Boiler... 72 Tabel 4.6 Kebutuhan Air Untuk Konsumsi dan Sanitasi... 73 Tabel 4.7 Udara Tekan dan Kegunaanya... 80 Tabel 4.8 Konsumsi Listrik Untuk Keperluan Proses dan Pengolahan Air... 81 Tabel 4.9 Konsumsi Listrik Untuk Penerangan... 83 Tabel 4.10 Pompa Utilitas... 98 Tabel 4.11 Analisa Mutu Produk... 102 Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift... 118 Tabel 5.2 Penggolongan Jabatan Dan Kualifikasi... 119 Tabel 5.3 Klarifikasi Golongan Dan Sistem Gaji... 121 Tabel 6.1 Chemical Engineering Plant Cost Index... 133 Tabel 6.2 Tabel Harga Dan Alat Proses Untuk Tahun 2014... 135 Tabel 6.3 Physical Plant Cost... 143 Tabel 6.4 Direct Plant Cost... 144 xi
digilib.uns.ac.id Tabel 6.5 Raw Material Inventory... 146 Tabel 6.6 Working Capital Investment... 148 Tabel 6.7 Raw Material Inventory... 149 Tabel 6.8 Daftar Gaji Karyawan... 150 Tabel 6.9 Daftar Gaji Supervisi... 150 Tabel 6.10 Manufacturing Cost... 154 Tabel 6.11 Management Salaries... 155 Tabel 6.12 General Expenses... 157 xii
digilib.uns.ac.id DAFTAR GAMBAR Gambar I.1 Grafik impor Trimetiletilena di Indonesia dari tahun 1997 2006....... 4 Gambar II.1 Diagram Alir Proses.. 25 Gambar II.2 Diagram Alir Kualitatif..... 26 Gambar II.3 Diagram Kuantitatif... 27 Gambar II.4 Tata Letak Pabrik Trimetiletilena.. 46 Gambar II.5 Tata Letak Peralatan Proses.. 49 Gambar IV.1 Skema Pengolahan Air Umpan Boiler, Air Proses, Air Konsumsi dan Sanitas. 76 Gambar IV.2 Unit Penyediaan Udara Tekan 79 Gambar V.1 Struktur Organisasi Pabrik Trimetiletilena 116 Gambar VI.1 Grafik Hubungan Tahun Dengan Index Cost.... 134 Gambar VI.2 Grafik Analisa Kelayakan..... 163 xii
digilib.uns.ac.id INTISARI Chenvika Cicylia Pekerto dan Nasrifah Nur Rohmani, 2012, Prarancangan Pabrik Trimetiletilena dengan Proses Isomerisasi Metil Butena, Kapasitas 15.000 ton/tahun. Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Trimetiletilena banyak digunakan sebagai bahan baku pembuatan isopropene, karet sintesis. Prarancangan pabrik trimetiletilena dengan proses isomerisasi metil butena kapasitas 15.000 ton/tahun dengan bahan baku metil butena 76.235,9 ton/tahun. Pabrik ini direncanakan didirikan di kawasan industri Krakatau Industrial, Cilegon pada tahun 2012 dan beroperasi pada tahun 2014. Pembentukan trimetietilena merupakan reaksi isomerisasi yang dilakukan dengan cara mereaksikan metil butena. Reaksi yang terjadi adalah reaksi eksotermis dan dilakukan dalam reaktor fixed bed multitube. Tahap reaksi ini berlangsung pada kondisi 80 o C dan tekanan 3 atm. Produk yang dihasilkan adalah trimetiletilena dengan kemurnian 95%. Tahapan proses meliputi persiapan bahan baku metil butena, pembentukan trimetiletilena di reaktor, dan pemurnian hasil di menara distilasi. Dalam perancangan pabrik ini alat utama yang digunakan reaktor dan menara distilasi. Sedangkan alat pendukung berupa tangki penyimpan bahan dan produk, separator, heat exchanger, expander dan pompa. Untuk menunjang proses produksi, maka didirikan unit pendukung yaitu unit utilitas yang meliputi pengadaan dan pengolahan air, listrik, steam, bahan bakar, dan udara tekan. Laboratorium digunakan untuk menjaga mutu dan kualitas bahan baku dan produk sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan. Limbah yang dihasilkan oleh pabrik Trimetiletilena adalah limbah proses purging Pengolahannya dengan cara menampung sementara dalam tangki penyimpanan untuk diteliti dan dijadikan sebagai produk yang lain dengan spesifikasi yang baru dan air buangan sanitasi diolah sampai kadar yang ditentukan oleh unit pengolahan limbah kawasan PT. KIEC. Bentuk perusahaan yang dipilih adalah Perseroan Terbatas (PT), dengan struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari karyawan shiff dan non-shift. Dari hasil analisa ekonomi diperoleh, ROI (Return on Investment) sesudah pajak sebesar 31,50%, POT (Pay Out Time) sesudah pajak selama 2,4 tahun, BEP (Break Even Point) 42,41%, dan SDP (Shutdown Point) 36,16%. Sedangkan DCF ( Discounted Cash Flow ) sebesar 20,94%. Jadi dari segi ekonomi pabrik tersebut layak untuk didirikan. xiv
digilib.uns.ac.id 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik Indonesia merupakan salah satu negara yang berpotensi disektor minyak dan gas bumi, sehingga minyak dan gas bumi dapat dijadikan komoditi penting untuk pemasukan devisa negara. Di samping itu minyak dan gas bumi dapat diproses lagi menjadi produk-produk baru yang lebih menguntungkan. Salah satu modal untuk mencapai tujuan tersebut adalah kekuatan sumber daya alam dan sumber daya manusia. Berdasarkan modal utama tersebut, maka pengembangan industri diarahkan untuk pendalaman dan pemantapan struktur industri yang dikaitkan dengan sektor ekonomi lain. Pengembangan industri yang perlu mendapat perhatian pemerintah adalah pengembangan industri kimia dasar. Dengan berkembangnya industri ini akan membuka lapangan kerja baru bagi rakyat Indonesia sehingga dapat meningkatkan taraf hidup masyarakat Indonesia. Peningkatan kebutuhan harus diimbangi dengan peningkatan industri, oleh sebab itu pemerintah telah menggalakan pembangunan disektor industri terutama dalam bidang industri kimia dasar. Salah satu diantaranya adanya pendirian pabrik trimetiletilena. Pendirian pabrik trimetiletilena diharapkan mampu merangsang berdirinya pabrik kimia lain dan mampu menyuplai kebutuhan dalam negeri. Trimetiletilena PENDAHULUAN I
digilib.uns.ac.id 2 merupakan salah satu bahan kimia yang dibutuhkan di dalam negeri dan untuk memperolehnya masih harus diimpor dari luar negeri, antara lain negara Amerika dan Eropa Barat. Keuntungan lain yang diperoleh : 1. Menurunnya jumlah impor yang berarti menghemat devisa negara, dan dimungkinkan nanti kita mengekspor trimetiletilena sehingga menambah devisa negara. 2. Sebagai pemasok bahan baku bagi industri-industri dalam negeri yang menggunakan trimetiletilena sebagai bahan bakunya. 3. Membuka lapangan kerja sehingga membantu mengatasi masalah pengganguran. 4. Meningkatkan kesejahteraan penduduk sekitar pabrik. 5. Merangsang dan membantu berkembangnya industri yang manggunakan bahan dasar atau bahan pembantu trimetiletilena. 1.2 Kapasitas Perancangan Dalam perancangan kapasitas rancangan pabrik trimetiletilena ini ada beberapa pertimbangan, antara lain kebutuhan dalam negeri, ketersediaan bahan baku dan kapasitas minimal yaitu kapasitas pabrik yang sudah ada. 1.2.1 Kebutuhan trimetiletilena dalam negeri Berdasarkan data statistik dari biro statistik, kebutuhan akan trimetiletilena di Indonesia adalah sebagai berikut : PENDAHULUAN I
digilib.uns.ac.id 3 Tabel 1.1 Data impor trimetiletilena tahun 1999-2004 (BPS ) Tahun 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Jumlah (kg) 16.258.658 14.284.861 12.597.758 16.235.689 15.212.505 17.827.188 (Biro Pusat Statistik, 1999-2004) 1.2.2 Ketersediaan bahan baku Kebutuhan bahan baku trimetiletilena yang berupa methyl butene dari Sanghai Office Manufacture dengan perusahan Hebei Smart Chemicals Co., Ltd dengan kapasitas 20.000 ton/tahun dengan kebutuhan 15.564 ton/tahun. (http://www.ec21.com/offer_detail/sell_2_methyl_1_butene.html) 1.2.3 Kapasitas minimal Dari literatur diperoleh data bahwa pabrik yang telah memproduksi trimetiletilena berada di Amerika dan Eropa barat yaitu Kellogg Company yang mempunyai kapasitas rancangan sebesar 50.000 ton/tahun. (http://www.kelloggcompany.com/) ExxonMobil Biomedical Sciences Inc. dengan kapasitas produksi sebesar sebesar 15.000 ton/tahun. (http://www.chem.unep.ch/irptc/sids/oecdsids/513359.pdf) PENDAHULUAN I
digilib.uns.ac.id 4 Dari data statistik (tabel 1.1) menunjukkan impor trimetiletilena dari luar negeri. Dari data impor diatas, kemudian dilakukan regresi linier untuk mendapatkan tren kenaikan impor trimetiletilena di Indonesia. Data impor dan regresi linier untuk data impor ditunjukkan dalam gambar 1.1. Pabrik trimetiletilena direncanakan dibangun pada tahun 2012 dan akan beroperasi pada tahun 2014. Berdasarkan pertimbangan dari data impor Indonesia dan kapasitas minimum pabrik trimetiletilena diatas maka dengan menggunakan analisa regresi linier untuk data impor, akan dapat diperkirakan kebutuhan trimetiletilena pada tahun 2014. Gambar 1.1. Data impor trimetiletilena di Indonesia tahun 2005 2010 Dari regresi linier terhadap data impor trimetiletilena didapatkan persamaan regresi y = 4,0753. 10 5 x 8,0271. 10 8. PENDAHULUAN I
digilib.uns.ac.id 5 Dari tabel 1.3 dapat terlihat bahwa kebutuhan impor trimetiletilena di Indonesia cenderung meningkat setiap tahunnya, dan pada tahun 2014, diperkirakan kebutuhan impor trimetiletilena mencapai 18.051.715 kg/tahun. Pemilihan kapasitas produksi yang direncanakan pada tahun 2014 adalah 15.000 ton/tahun guna mencukupi kebutuhan dalam negeri dan mengurangi ketergantungan impor. 1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik Lokasi pabrik sangat berpengaruh pada keberadaan suatu pabrik, baik dari segi komersial maupun kemungkinan pengembangan di masa mendatang. Pabrik trimetiletilena direncanakan akan didirikan di daerah kawasan industri Krakatau Industrial Estate Cilegon (PT. KIEC), propinsi Banten dengan pertimbangan sebagai berikut : 1. Kemudahan transportasi Daerah tersebut dekat dengan pelabuhan untuk keperluan tranportasi impor serta jalan raya dan jalan tol yang memadai sehingga memudahkan pengangkutan bahan baku dan produk. 2. Keadaan Geografis Kawasan industri Cilegon berada dalam daerah yang beriklim tropis, sehingga cuaca dan iklim relatif stabil. Begitu pula keadaan tanah yang relatif stabil. 3. Regulasi dan Perijinan Karena terletak dalam kawasan industri, maka segala macam perijinan menjadi lebih mudah. Adanya dorongan dari pemerintah daerah dalam PENDAHULUAN I
digilib.uns.ac.id 6 pengembangan industri juga diharapkan dapat memberikan keuntungan tersendiri. 4. Tersedianya sarana pendukung Fasilitas pendukung berupa air, energi dan bahan bakar tersedia cukup memadai karena merupakan kawasan industri. Kebutuhan utilitas dapat dipenuhi oleh perusahaan penyedia jasa pemenuhan kebutuhan utilitas. Kebutuhan tenaga listrik dipenuhi oleh PT. PLN unit PLTU Suralaya yang lokasinya tidak jauh dari kawasan industri. Kebutuhan air dapat dibeli dari PT. Krakatau Tirta Industri (PT. KTI) yang berada dalam kawasan industri 5. Tersedianya tenaga kerja Tenaga kerja baik tenaga biasa sampai tenaga ahli tersedia dalam jumlah yang cukup. 1.4 Tinjauan Pustaka 1.4.1 Macam-macam proses Reaksi pembuatan trimetiletilena merupakan reaksi isomerisasi : Beberapa proses pembuatan trimetiletilena yang telah digunakan adalah : 1. Proses Tekanan Tinggi Pada proses pembuatan trimetiletilena dengan bahan butene, menggunakan katalis nikel sulfida. Kondisi operasi reaksi yang optimal pada tekanan sekitar PENDAHULUAN I
digilib.uns.ac.id 7 7 bar 15 bar dengan temperatur 110 C. Produk berupa gas kemudian didinginkan untuk mendapatkan hasil cair. (http://www.axens.net/our-offer/by-market/petrochemicals-chemicals/) 2. Proses Tekanan Rendah Proses ini merupakan proses yang umum digunakan. Proses ini merupakan proses isomerisasi dengan bahan baku methyl butene. Katalis yang digunakan adalah palladium 0,3 % wt yang terdekomposisi dalam alumina. Konversi yang dihasilkan adalah 82 %. Tekanan operasi sekitar 3 bar, dengan temperatur operasi optimal kurang lebih 80 C. (US. 4,724,274) Dalam pembuatan trimetiletilena ini dipilih proses tekanan rendah, karena proses ini mempunyai kelebihan di banding proses tekanan tinggi, yaitu : 1. Produk yang dihasilkan banyak 2. Temperatur reaksi lebih rendah 3. Katalis yang digunakan lebih murah 4. Biaya peralatan dan produksi yang lebih sedikit 1.4.2 Kegunaan produk Trimetiletilena merupakan salah satu bahan kimia yang dapat digunakan diberbagai sektor kehidupan seperti: 1. Sebagai bahan baku pabrik isopropena 2. Sebagai bahan baku dalam pembuatan karet sintetis 3. Sebagai bahan baku pembuatan TAME PENDAHULUAN I
digilib.uns.ac.id 8 TAME atau Tersier Amil Metil Eter berfungsi untuk aditif dalam pengolahan minyak juga digunakan untuk solven, dll. 4. Sebagai bahan baku pembuatan ETBE ETBE atau Etil Tersier Butil Eter biasa digunakan sebagai zat aditif dalam memproduksi gasolin dari minyak mentah. 5. Sebagai bahan baku pembuatan MTBE MTBE atau Metil Tersier Butil Eter merupakan zat yang berfungsi untuk anti knoking sehingga bisa menaikkan angka oktan pada bensin. Dapat pula digunakan sebagai solven dikarenakan mempunyai titik didih yang tinggi. (http://en.wikipedia.org/wiki/2-methyl-2-butene) 1.4.3 Sifat Fisika dan Kimia 1.4.3.1 Bahan Baku 1. Metil Butena Rumus kimia: Sifat fisis : Berat Molekul : 70,134 g/mol Titik didih : 31 C Titik leleh : -137 C Density pada 25 C : 0,654 gr/cm 3 (Perry and Green,1986) PENDAHULUAN I
digilib.uns.ac.id 9 Penampilan Kelarutan : cairan keruh : tidak larut dalam air Viskositas : 0,1822 cp pada 25 C Sifat kimia : 1. Metil Butena dapat terisomerisasi menjadi trimetiletilena dengan katalisator asam sulfat. Reaksi : 2. Metil Butena dapat terklorinasi menjadi 2-Metil Dikloro 2-Butena. Reaksi : CH 3 CCl 3 CH 2 C CH 2 CH 3 + 2 3 Cl2 CH 3 C CH CH 3 2. 1-Pentene Rumus kimia: CH 2 = CH CH 2 CH 2 CH 3 Sifat fisis : Berat Molekul : 70,134 g/mol Titik didih : 30 C Titik leleh : -165 C Density pada 25 C : 0,635 gr/cm 3 Penampilan : cairan keruh PENDAHULUAN I
digilib.uns.ac.id 10 Kelarutan : tidak larut dalam air Viskositas : 0,2015 cp pada 25 C Sifat kimia : 1. Reaksi pembakaran dengan oksigen membentuk karbondioksida dan air Reaksi : 2 C 5 H 10 + 15 O 2 10 CO 2 + 10 H 2 O 2. Reaksi dengan hidrogen akan membentuk alkana (pentane) Reaksi : C 5 H 10 + H 2 C 5 H 12 3. Reaksi dengan halogen membentuk alkil halida Reaksi : C 5 H 10 + Cl 2 C 5 H 10 Cl 2 1.4.3.2 Produk 1. Trimetiletilena Rumus Kimia: Sifat fisis : Berat Molekul : 70,134 g/mol Titik didih : 38,5 C Titik leleh : -134 C Density pada 25 C : 0,666 commit gr/cmto 3 user PENDAHULUAN I
digilib.uns.ac.id 11 (Perry and Green,1986) Penampilan : cairan keruh Kelarutan : 193 mg/l dalam air pada 25 C Viskositas : 0,2192 cp pada 25 C Sifat kimia : 1. Trimetiletilena direaksikan dengan Methanol membentuk Ter-Amil Metil Eter (TAME). Reaksi: 2. Trimetiletilena direaksikan dengan ethane membentuk 4-Metil 2- Pentena. Reaksi: 1.4.3.3 Bahan Pendukung Katalis Sifat fisis: Jenis : Alumina commit aktif to user + 0,3 % wt Palladium PENDAHULUAN I
digilib.uns.ac.id 12 Bentuk : tetragonal gamma berbentuk bola Bulk densitas : 0,65 g/cm 3 Luas area spesifik : 60 m 2 /g Granulasi : 96 % (http://www.foodingredientsonline.com/storefronts/emin.html) 1.4.4 Tinjauan Proses Trimetiletilena diproduksi secara kontinyu dengan proses isomerisasi methyl butene dalam fase gas. Bahan baku tersebut diumpankan dalam reaktor fixed bed yang berisikan katalis yang terdiri dari 0,3 % wt Palladium (Pd) yang terkomposisi dalam Alumina (Al 2 O 3 ) tetragonal gamma berbentuk bola yang mempunyai luas area spesifik 60 m 2 /g. Reaksi isomerisasi berlangsung secara eksotermal. Kecepatan reaksi berlangsung secara optimum pada suhu 80 C dengan tekanan 3 atm dan konversi reaktor mencapai 82 % dan reaksi samping sangat sedikit atau hampir tidak ada. Hasil dari reaktor yang berupa metil butene, trimetiletilena, dan 1-pentena masuk ke unit permurnian yang terdiri dari menara distilasi yang berfungsi untuk memisahkan trimetiletilena dari metil butena dan 1-pentena, sehingga didapatkan trimetiletilena yang lebih murni. Bahan baku sisa reaksi dikembalikan kembali ke reaktor. Reaksi pembuatan trimetiletilena merupakan reaksi isomerisasi : Metil Butena Trimetiletilena PENDAHULUAN I
digilib.uns.ac.id 13 BAB II DISKRIPSI PROSES 2.1 Spesifikasi Bahan Baku, Bahan Pendukung dan Produk 2.1.1 Spesifiksi Bahan Baku 1. Metil Butena Fase pada atmosferis Warna : cair : cairan keruh Komposisi metil butena : 98 % 1-pentene Produsen Kapasitas : 2 % (impuritas maksimum) : Hebei Smart Chemicals Co., Ltd : 20.000 ton/tahun (http://www.ec21.com/offer_detail/sell_2_methyl_1_butene.html) 2.1.2 Spesifikasi Bahan Pendukung 1. Katalis alumina aktif + 0,3 % berat palladium Fase pada atmosferis Warna Kebutuhan Produsen Kapasitas : padat : hitam keabu-abuan mengkilap : 7.217 kg/tahun : EM Industries Inc, Canada : 374 ton/tahun (http://www.foodingredientsonline.com/storefronts/emin.html) DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 14 2.1.3 Spesifikasi Produk 1. Trimetiletilena Fase pada atmosferis Warna Kemurnian : Cair : Keruh : 95 % massa Impuritas Metil butena : 5 % 1-Pentena : 0 % 2. Konsep Proses 2.1.4 Dasar Reaksi Trimetiletilena (trimetiletilena) diproduksi dengan proses isomerisasi metil butena (metil butena) dalam fase gas dengan katalis palladium (Pd) yang terkomposisi dalam alumina (Al 2 O 3 ) tetragonal gamma berbentuk bola. Reaksi yang terjadi sebagai berikut : methyl butane trimetiletilena Reaksi berlangsung dalam fase gas dengan katalis padat dan bersifat eksotermis. Oleh karena itu reaktor yang dipilih adalah reaktor fixed bed multi tube. Reaksi isomerisasi berlangsung secara eksotermis dan reaktor beroperasi secara isotermis dan non adiabatik. Reaksi dilakukan pada suhu 80 o C dan tekanan 3 atm. Konversi reaktor metil butena dapat mencapai 82 %. Suhu reaktor DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 15 diusahakan tetap pada 80 C agar reaksi dalam keadaan optimum dan untuk menghindari terjadinya reaksi samping yang banyak, dan problem teknik. (US Patent 4.724.274) Proses ini menggunakan katalis palladium (Pd) (0,3 % wt) yang terkomposisi dalam alumina (Al 2 O 3 ) tetragonal gamma berbentuk bola, dimana katalis ini berfungsi untuk mengarahkan dan mempercepat reaksi, juga menurunkan energi aktivasi. 2.1.5 Mekanisme Reaksi Mekanisme yang terjadi pada reaksi pembentukan trimetiletilena adalah sebagai berikut : 1. Transfer massa reaktan dari badan utama fluida ke permukaan luar katalis (external diffusion) 2. Transfer massa reaktan dari permukaan luar ke permukaan dalam pori -pori katalis (internal diffusion) 3. Adsorbsi reaktan pada permukaan katalis (chemisorbsion) 4. Reaksi pada permukaan katalis 5. Desorbsi produk reaksi dari permukaan dalam katalis 6. Transfer massa produk dari permukaan dalam ke permukaan luar katalis 7. Transfer massa produk dari permukaan luar katalis ke badan utama fluida Langkah proses nomor 1, 2, 6, 7 sangat cepat dibandingkan langkah nomor 3, 4, 5 sehingga kecepatan reaksi tidak dipengaruhi oleh transfer massa. Jadi langkah yang menentukan adalah reaksi pada permukaan katalis. (Fogler, 1999) DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 16 Menentukan mekanisme reaksi dan langkah kecepatan yang menentukan. Reaksi : A B 1. Adsorbsi A di permukaan aktif katalis A + S AS ra = k A PA CV - k-a C AS k A k -A r A = k A æ ç PA C è V k - k - A A C AS ö ø r A = k A æ ç PA C è V C - K AS A ö ø Dimana; K A = k k A - A r A = kecepatan adsorbsi metil butena k A k -A P A C V C AS = konstanta kecepatan adsorbsi metil butena = konstanta kecepatan desorbsi metil butena = tekanan parsial metil butena = puncak aktif pada permukaan katalis yang kosong = puncak aktif pada permukaan katalis yang ditempati metil butena K A = konstanta kesetimbangan adsorbsi desorbsi metil butena DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 17 2. Reaksi permukaan AS k S k -S rs = ks C AS - k-s C BS BS r r S S = k = k S S æ çc è æ çc è AS AS k - k -S S C - K BS S C ö ø BS ö ø Dimana; r S K S k = k S -S = kecepatan reaksi metil butena menjadi trimetiletilena k S k -S C AS = konstanta kecepatan reaksi terbentuknya trimetiletilena = konstanta kecepatan reaksi terbentuknya metil butena = puncak aktif pada permukaan katalis yang ditempati metil butena C BS = puncak aktif pada permukaan katalis yang ditempati trimetiletilena K S = konstanta kesetimbangan reaksi 3. Desorbsi B (produk) k D BS B + S k -D rd = k D C BS - k-d P B C V r D = k D æ çc è BS k - k -D D P B C V ö ø r D = k D æ çc è BS PB C - K D V ö ø DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 18 Dimana; K D = k k D -D r D k D k -D P B C V C BS = kecepatan desorbsi trimetiletilena = konstanta kecepatan desorbsi trimetiletilena = konstanta kecepatan adsorbsi trimetiletilena = tekanan parsial trimetiletilena = puncak aktif pada permukaan katalis yang kosong = puncak aktif pada permukaan katalis yang ditempati trimetiletilena K D = konstanta kesetimbangan adsorbsi desorbsi trimetiletilena Langkah yang menentukan : Reaksi permukaan katalis 1. Adsorbsi A di permukaan aktif katalis r A = k A æ ç PA C è V C - K AS A ö ø r A = 0, sehingga : C = K AS A P A C V 2. Desorbsi B (produk) r D = k D æ çc è BS PB C - K D V ö ø r D = 0, sehingga : C = BS P B K C D V DISKRIPSI PROSES II
19 DISKRIPSI PROSES II 3. Reaksi permukaan ø ö ç ç è æ - = S BS AS S S K C C k r ø ö ç ç è æ - = D S V B V A A S S K K C P C P K k r Total konsentrasi BS AS V t C C C C + + = D V B V A A V t K C P C P K C C + + = D B A A t V K P P K C C + + = 1 D B A A D S B A A t S S K P P K K K P P K C k r + + ø ö ç ç è æ - = 1 D B A A D S A B A A t S S K P P K K K K P P K C k r + + ø ö ç ç è æ - = 1 Pada kondisi optimum nilai dari D B A A K P P K + << 1; jadi dapat diabaikan. sehingga persamaan menjadi: ø ö ç ç è æ - = D S A B A A t S S K K K P P K C k r ø ö ç è æ - = K C C k r B A S ; perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 20 Dimana, k = k S K A K = K A K S K D C A = C t P A C B C t = C t P B = total konsentrasi (Fogler, 1999) 2.1.6 Tinjauan Kinetika Reaksi isomerisasi metil butena merupakan reaksi eksotermis sehingga selama reaksi berlangsung akan terjadi pelepasan panas. Agar kondisi tetap optimum maka dijaga agar suhu tetap konstan (isotermal) yaitu dengan melakukkan pendinginan melalui shell reaktor. Harga konstanta kecepatan reaksi (k) dalam pembentukan trimetiletilena mengikuti persamaan umum kinetika menurut persamaan Arrhenius : k = A. e E/RT dimana : k = konstanta kecepatan reaksi (dm 3 /gkatalis.jam) A = faktor frekuensi tumbukan E = energi aktivasi (Joule/mol) R = konstanta gas (8,31447 Joule/mol.K ) T = temperatur operasi ( K ) Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi adalah : 1. Suhu Semakin tinggi suhu, maka harga k (konstanta kecepatan reaksi) akan semakin DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 21 besar sehingga reaksi berjalan semakin cepat. 2. Katalis Katalis juga berperan dalam menurunkan energi aktivasi sehingga konstanta kecepatan reaksi tinggi dan reaksi dapat berjalan cepat serta lebih mengarahkan reaksi bergeser ke kanan. 3. Konsentrasi Konsentrasi berkaitan dengan jumlah partikel yang bereaksi. Makin besar konsentrasi berarti makin banyak partikel sehingga makin banyak yang bergerak dan makin banyak yang bertumbukan. Sehingga dengan banyaknya partikel yang bertumbukan kecepatan reaksi akan semakin besar. 4. Luas Permukaan Pengaruh luas permukaan terhadap kecepatan reaksi sama seperti pengaruh terhadap tumbukan. Untuk itu maka luas permukaan makin besar akan menyebabkan jumlah tumbukan semakin besar, sehingga kecepatan reaksi semakin besar. r S = k æ ç è C A CB - K ö ø k æ 11677,5ö = 20,52441 exp ç- è 8,314 Tø K = 9,5772 Dengan, C A = Konsentrasi metil butena, mol/liter C B = Konsentrasi trimetiletilena, mol/liter (US Patent 4.724.274) DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 22 Dari persamaan umum kinetika nampak bahwa semakin tinggi suhu maka harga konstanta kecepatan reaksi akan semakin besar sehingga laju reaksi akan semakin cepat. 2.1.7 Tinjauan Termodinamika Reaksi Isomerisasi metil butena menjadi trimetiletilena metil butena trimetiletilena Harga ΔH o f masing-masing komponen pada suhu 298.15 K dapat dilihat pada tabel 2.1 sebagai berikut : Tabel 2.1 Harga ΔH o f masing-masing komponen Komponen Harga ΔH o f (kj/mol) metil butena -34,9 trimetiletilena -40,8 (Yaws, 1999) metil butena trimetiletilena ΔH Reaksi = ΔH o f produk ΔH o f reaktan = (ΔH o f trimetiletilena) (ΔH o f metil butena) = (-40,8) (-34,9) kj/mol = -5,9 kj/mol Karena harga ΔH Reaksi negatif, maka reaksi bersifat eksotermis. Tabel 2.2 Harga ΔG o f masing-masing komponen DG Komponen Harga ΔG o f (kj/mol) metil butena 67,2 trimetiletilena 61,6 = - RT ln K (Yaws, 1999) DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 23 ΔG o total = ΔG o f produk ΔG o f reaktan = (ΔGf trimetiletilena) (ΔGf metil butena) = (61,6) (67,2) kj/mol = -5,6 kj/mol DG = - RT ln K ln K 298. 15 K = - = - ΔG o RT - 5,6 kj / mol 8,314 298,15K = 2,259 K 298. 15K = 9,5736 ln K K 298.15 = -D é 1 ê - êë T T H 298.15K 1 R 298.15 ù ú úû (Smith & VanNess, 1987) dengan : K T = Konstanta kesetimbangan pada suhu tertentu = Suhu tertentu D H 298. 15K = Panas reaksi standar pada 298.15 K Pada suhu 80 o C (353,15 K) besarnya konstanta kesetimbangan dapat dihitung sebagai berikut : ln K K 353,15 298,15 -DH 298.15K é 1 1 ù = ê - ú R ët353.15 T298.15 û DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 24 K ln 353,15 9,5736-5,9 é 1 1 ù = ê - 8,314 ú ë353,15 298,15 û K = 9,5772 Karena harga konstanta kesetimbangan kecil, maka reaksi berlangsung secara bolak-balik (reversible). 2.1.8 Kondisi Operasi Kondisi operasi sangat menentukan jalannya proses dan produk yang dihasilkan. Pada perancangan ini dipilih kondisi operasi : Suhu Tekanan Katalis Fase reaksi : 80 o C : 3 atm : alumina aktif + 0,3 % berat Palladium (Pd) : gas Pada kondisi operasi ini diperoleh konversi trimetiletilena terhadap metil butena sekitar 82%. 2.2 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses 2.2.1 Diagram Alir Proses Diagram alir ada tiga macam, yaitu: a. Diagram alir proses Dapat dilihat pada gambar 2.1 b. Diagram alir kuantitatif Dapat dilihat pada gambar 2.2 c. Diagram alir kualitatif Dapat dilihat pada gambar 2.3 DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 25 DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 26 DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 27 DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 28 2.2.2 Tahapan Proses Proses produksi trimetiletilena terbagi menjadi beberapa tahap di bawah ini : 1. Tahap penyiapan bahan baku 2. Tahap pembentukan produk 3. Tahap pemurnian produk 1. Tahap penyiapan bahan baku Bahan baku metil butena yang diimpor dari luar negeri disimpan dalam bentuk cairan pada temperatur 30 C pada tekanan atmosferis dengan tangki silinder vertikal flat bottom head conical. Bahan tersebut kemudian dialirkan menuju vaporizer (E-01) sebelumnya telah dicampur dulu dengan bahan baku recycle dari menara distilasi 1 (T-01) untuk mengubah fase menjadi gas. Agar mencapai kondisi yang diinginkan yaitu tekanan 3 atm dan temperatur 80 C, maka bahan tersebut dialirkan ke heater (E-02) dan menuju reaktor (R-01). 2. Tahap pembentukan produk Reaksi pembentukan trimetiletilena terjadi di reaktor fixed bed multitube dengan kondisi tekanan 3 atm dan temperatur 80 C. Reaksi yang terjadi adalah eksotermis sehingga diperlukan pendinginan agar kondisinya optimum (80 C) dengan cara mendinginkan dengan cooling water. 3. Tahap pemurnian produk Gas-gas yang keluar dari reaktor diteruskan menuju menara distilasi T-01 untuk pemurnian lebih lanjut. Pada menara distilasi T-01 terjadi pemisahan produk dan reaktan dengan komposisi distilat terbesar adalah metil butena dan DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 29 1-pentena, sedangkan hasil bawah kandungan terbesarnya adalah trimetiletilena. Hasil atas menara distilasi T-01 direcycle ke reaktor. Hasil bawah menara distilasi T-01 yaitu trimetiletilena dengan tingkat kemurnian 95 %. 2.3 Neraca Massa dan Neraca Panas Produk : trimetiletilena 95,00 % Kapasitas perancangan : 15.000 ton/tahun trimetiletilena Waktu operasi selama 1 tahun : 330 hari Waktu operasi selama 1 hari : 24 jam 2.3.1 Neraca Massa Basis perhitungan Satuan : 1 jam operasi : 1 kg a. Neraca massa total Tabel 2.3 Neraca massa total Komponen Input (kg/jam) Output (kg/jam) arus 1 arus 12 arus 13 1-pentena 39,30 20,82 18,48 metil butena 1925,85 93,66 49,00 trimetiletilena 0,00 1779,46 3,73 Total 1965,15 1893,94 71,21 1965,15 1965,15 DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 30 b. Neraca massa alat 1. Neraca massa separator FG-01 Tabel 2.4 Neraca massa separator FG-01 Komponen input (kg/jam) output (kg/jam) arus 5 arus 3 arus 4 1-pentena 165,64 133,14 32,50 metil butena 2717,88 2174,63 543,25 trimetiletilena 24,88 18,95 5,93 Total 2908,40 2326,72 581,68 2908,40 2908,40 2. Neraca massa reaktor R-01 Tabel 2.5 Neraca massa reaktor R-01 Komponen input (kg/jam) output (kg/jam) arus 3 arus 6 1-pentene 133,14 133,14 metil butena 2174,63 391,43 trimetiletilena 18,95 1802,14 Total 2326,72 2326,72 DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 31 3. Neraca massa menara distilasi T-01 Tabel 2.6 Neraca massa menara distilasi T-01 Komponen input (kg/jam) output (kg/jam) arus 6 arus 11 arus 12 1-pentena 133,14 112,32 20,82 metil butena 391,43 297,78 93,66 trimetiletilena 1802,14 22,68 1779,46 Total 2326,72 432,78 1893,94 2326,72 2326,72 4. Neraca massa heat exchanger E-04 Tabel 2.7 Neraca massa heat exchanger E-04 Komponen input (kg/jam) output (kg/jam) arus 8 arus 10 arus 12 1-pentena 54,27 33,45 20,82 metil butena 241,20 147,54 93,66 trimetiletilena 4032,30 2252,84 1779,46 Total 4327,77 2433,83 1893,94 4327,77 4327,77 DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 32 5. Neraca massa Tee-01 Tabel 2.8 Neraca massa Tee-01 Komponen input (kg/jam) output (kg/jam) arus 1 arus 2 arus 3 1-pentena 39,30 93,84 133,14 metil butena 1925,85 248,78 2174,63 trimetiletilena 0,00 18,95 18,95 Total 1965,15 361,56 2326,72 2326,72 2326,72 6. Neraca massa Tee-02 Tabel 2.9 Neraca massa Tee-02 Komponen input (kg/jam) output (kg/jam) arus 3 arus 4 arus 5 1-pentena 133,14 32,50 165,64 metil butena 2174,63 543,25 2717,88 trimetiletilena 18,95 5,93 24,88 Total 2326,72 581,68 2908,40 2908,40 2908,40 DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 33 7. Neraca massa Tee-03 Tabel 2.10 Neraca massa Tee-03 Komponen input (kg/jam) output (kg/jam) arus 7 arus 9 arus 11 1-pentena 1235,52 1123,20 112,32 metil butena 3275,55 2977,77 297,78 trimetiletilena 249,48 226,80 22,68 Total 4760,54 4327,77 432,78 4760,54 4760,54 8. Neraca massa Tee-04 Tabel 2.11 Neraca massa Tee-04 Komponen input (kg/jam) output (kg/jam) arus 8 arus 10 arus 12 1-pentena 54,27 33,45 20,82 metil butena 241,20 147,54 93,66 trimetiletilena 4032,30 2252,84 1779,46 Total 4327,77 2433,83 1893,94 4327,77 4327,77 DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 34 9. Neraca massa Tee-05 Tabel 2.12 Neraca massa Tee-05 Komponen input (kg/jam) output (kg/jam) arus 11 arus 2 arus 13 1-pentena 112,32 93,84 18,48 metil butena 297,78 248,78 49,00 trimetiletilena 22,68 18,95 3,73 Total 432,78 361,56 71,21 432,78 432,78 DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 35 2.3.2 Neraca Panas Basis perhitungan Satuan : 1 jam operasi : 1 kj a. Neraca panas total Tabel 2.13 Neraca panas total Komponen Input (kj/jam) Output (kj/jam) Vaporizer (E-01) 949752,62 Heater (E-02) 54953,06 Panas Reaksi 158082,54 Cooler Reaktor 117016,87 Expander 95439,24 Kondenser (E-05) 934223,19 Kondenser (E-03) 4436486,47 Reboiler (E-04) 4453801,64 Arus 1 21945,75 Arus 6 54422,03 Arus 7 971,99 Total 5638535,62 5638559,78 Selisih 24,16 Ralat 0,00% DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 36 b. Neraca panas alat 1. Neraca panas reaktor R-01 Tabel 2.14 Neraca panas reaktor R-01 Komponen Input (kj/jam) Output (kj/jam) Arus (3) 1031610,50 0,00 Arus (6) 0,00 1072676,17 Pendingin 0,00 117016,87 Panas Reaksi 158082,54 0,00 Total 1189693,04 1189693,04 2. Neraca panas separator S-01 Tabel 2.15 Neraca panas separator S-01 Komponen Input (kj/jam) Output (kj/jam) Arus 5 1033076,67 0,00 Arus 4 0,00 56443,38 Arus 3 0,00 976633,28 Total 1033076,67 1033076,67 DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 37 3. Neraca panas menara distilasi T-01 Tabel 2.16 Neraca panas menara distilasi T-01 Komponen Input (kj/jam) Output (kj/jam) Arus (6) 43013,75 0,00 Arus (11) 0,00 5906,89 Arus (12) 0,00 54422,03 Pendingin E-03 0,00 4436486,47 Pemanas E-04 4453801,64 0,00 Total 4496815,39 4496815,39 4. Neraca panas heat exchanger E-01 Tabel 2.17 Neraca panas heat exchanger E-01 Komponen Input (kj/jam) Output (kj/jam) Arus 5 in 83324,04 0,00 Arus 5 out 0,00 1033076,67 Pemanas E-01 949752,62 0,00 Total 1033076,67 1033076,67 DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 38 5. Neraca panas heat exchanger E-02 Tabel 2.18 Neraca panas heat exchanger E-02 Komponen Input (kj/jam) Output (kj/jam) Arus 3 in 976633,28 0,00 Arus 3 out 0,00 1031586,34 Pemanas E-02 54953,06 0,00 Total 1031586,34 1031586,34 6. Neraca panas heat exchanger E-03 Tabel 2.19 Neraca panas heat exchanger E-03 Komponen Input (kj/jam) Output (kj/jam) Arus 7 in 4601879,40 0,00 Arus 7 out 0,00 165392,93 Pendingin E-03 0,00 4436486,47 Total 4601879,40 4601879,40 DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 39 7. Neraca panas heat exchanger E-04 Tabel 2.20 Neraca panas heat exchanger E-04 Komponen Input (kj/jam) Output (kj/jam) Arus 12 0,00 54422,03 Arus 8 407541,82 0,00 Arus 10 0,00 4806921,44 Pemanas E-04 4453801,64 0,00 Total 4861343,47 4861343,47 8. Neraca panas Tee-01 Tabel 2.21 Neraca panas Tee-01 Komponen Input (kj/jam) Output (kj/jam) Arus 1 21945,75 0,00 Arus 2 4934,90 0,00 Arus 3 0,00 26880,66 Total 26880,66 26880,66 DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 40 9. Neraca panas Tee-02 Tabel 2.22 Neraca panas Tee-02 Komponen Input (kj/jam) Output (kj/jam) Arus 3 26880,66 0,00 Arus 4 56443,38 0,00 Arus 5 0,00 83324,04 Total 83324,04 83324,04 10. Neraca panas Tee-03 Tabel 2.23 Neraca panas Tee-03 Komponen Input (kj/jam) Output (kj/jam) Arus 6 2966,73 0,00 Arus 7 0,00 8317,88 Arus 8 5351,15 0,00 Total 8317,88 8317,88 DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 41 11. Neraca panas Tee-04 Tabel 2.24 Neraca panas Tee-04 Komponen Input (kj/jam) Output (kj/jam) Arus 7 165392,93 0,00 Arus 9 0,00 159486,04 Arus 11 0,00 5906,89 Total 165392,93 165392,93 12. Neraca panas Tee-05 Tabel 2.25 Neraca panas Tee-05 Komponen Input (kj/jam) Output (kj/jam) Arus 2 0,00 4934,90 Arus 11 5906,89 0,00 Arus 13 0,00 971,99 Total 5906,89 5906,89 2.4 Tata Letak Pabrik dan Peralatan 2.4.1 Tata Letak Pabrik Tata letak pabrik adalah kedudukan dari bagian pabrik yang terdiri dari tempat karyawan bekerja, tempat peralatan, tempat penyimpanan bahan baku, tempat penyimpanan produk ditinjau dari segi hubungan satu dengan yang lainnya. DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 42 Tata letak pabrik harus dirancang sedemikian rupa sehingga penggunaan area yang tersedia dapat efisien dan proses produksinya dapat berjalan dengan lancar. Jadi dalam penentuan tata letak pabrik harus dipikirkan penempatan alatalat produksi sehingga keamanan, keselamatan dan kenyamanan bagi karyawan dapat dipenuhi. Selain peralatan yang tercantum dalam flow sheet proses, beberapa bangunan fisik seperti kantor, laboratorium, bengkel, tempat ibadah, poliklinik, MCK, kantin, fire safety, pos penjagaan dan sebagainya hendaknya ditempatkan pada bagian yang tidak mengganggu jalannya proses, ditinjau dari lalu lintas barang, kontrol, dan keamanan. Hal-hal yang harus diperhatikan dalam perencanaan tata letak pabrik adalah: 1. Perluasan pabrik dan kemungkinan penambahan bangunan Perluasan pabrik harus sudah direncanakan sejak awal sehingga masalah kebutuhan akan tempat tidak akan timbul di masa depannya. Area yang khusus harus dipersiapkan untuk dipakai tempat perluasan pabrik, penambahan peralatan untuk menambah kapasitas, maupun pengolahan produk. 2. Keamanan Penentuan tata letak pabrik harus memperhatikan masalah keamanan, apabila terjadi hal-hal seperti kebakaran, ledakan, kebocoran gas beracun dapat ditanggulangi secara tepat. Oleh karena itu ditempatkan alat-alat pengamanan seperti hidran, penampungan air yang cukup, alat penahan ledakan dan alat sensor gas beracun. Tangki penyimpanan bahan baku atau produk yang berbahaya diletakkan pada tempat khusus sehingga dapat dikontrol dengan baik. DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 43 3. Luasan area yang tersedia Pemakaian tempat harus disesuaikan dengan area yang tersedia apabila harga tanah cukup tinggi maka pemakaian lahan haruslah efisien. 4. Instansi dan utilitas Pemasangan dan distribusi yang baik dari gas, steam, dan listrik serta utilitas lainnya akan membantu proses produksi dan perawatannya. Penempatan alat-alat kantor diatur sedemikian rupa agar karyawan mudah mencapainya dan dapat menjamin kelancaran operasi serta memudahkan perawatannya. 5. Area pengolahan limbah Pabrik harus memperhatikan aspek sosial dan ikut menjaga kelestarian lingkungan, yaitu dengan memperhatikan masalah buangan limbah hasil produksinya. Batas maksimal kandungan komponen berbahaya pada limbah harus diperhatikan dengan baik. Untuk itu penambahan fasilitas pengolahan limbah sangat diperlukan, sehingga buangan limbah tersebut tidak berbahaya bagi komunitas yang ada disekitarnya. 6. Jarak yang tersedia dan jarak yang dibutuhkan Alat-alat proses perlu diletakkan pada jarak yang teratur dan nyaman sesuai dengan karakteristik alat dan bahan sehingga kemungkinan bahaya kecelakaan dapat dihindarkan. Sebagian besar gerakan bahan cairan dan gas di plant menggunakan piping dan harus memperhatikan regulasi yang tepat dalam desain. Letak alat proses diusahakan tidak terlalu dekat atau terlalu jauh untuk mempermudah pengangkutan dan perbaikan. DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 44 Secara umum, garis besar tata letak pabrik ini dibagi menjadi beberapa daerah utama, yaitu : 1. Daerah Administrasi/Perkantoran Daerah ini merupakan pusat kegiatan administrasi perusahaan yang mengatur kelancaran operasi dan kegiatan-kegiatan lainnya. Daerah ini ditempatkan di bagian depat pabrik agar kegiatan administrasi tidak mengganggu kegiatan dan keamanan pabrik serta harus terletak jauh dari areal proses yang berbahaya. 2. Daerah Fasilitas Umum Merupakan daerah penunjang segala aktivitas pabrik dalam pemenuhan kepentingan pekerja, seperti tempat parkir, tempat ibadah, kantin dan pos keamanan. 3. Daerah Proses Merupakan pusat proses produksi di mana alat-alat proses dan pengendali proses ditempatkan. Daerah proses ini terletak di bagian tengah pabrik yang lokasinya tidak mengganggu. Letak aliran proses direncanakan sedemikian rupa sehingga memudahkan pemindahan bahan baku dari tangki penyimpanan dan pengiriman produk ke daerah penyimpanan serta memudahkan pengawasan dan pemeliharaan terhadap alat-alat proses. Daerah proses ini diletakkan minimal 15 meter dari bangunan-bangunan atau unit-unit lain. 4. Daerah Laboratorium dan Ruang Kontrol Laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat pengendali proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses serta produk yang akan dijual. Daerah DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 45 laboratorium merupakan pusat kontrol kualitas bahan baku, produk dan limbah proses, sedangkan daerah ruang kontrol merupakan pusat kontrol berjalannya proses yang diinginkan (kondisi operasi baik tekanan, temperatur dan lain-lain yang diinginkan). Laboratorium dan ruang kontrol ini diletakkan dekat daerah proses apabila terjadi sesuatu masalah di daerah proses dapat cepat teratasi. 5. Daerah Pemeliharaan Daerah pemeliharaan merupakan tempat penyimpanan suku cadang alat proses dan untuk melakukan perbaikan, pemeliharaan atau perawatan semua peralatan yang dipakai dalam proses. 6. Daerah Penyimpanan Bahan Baku dan Produk Daerah ini terdiri dari area tangki penyimpanan bahan baku dan produk yang terletak di lingkungan terbuka dan berada di dalam daerah yang dapat terjangkau oleh angkutan pembawa bahan baku dan produk. Daerah ini biasanya ditempatkan di dekat areal proses supaya suplai bahan baku proses dan penyimpanan produk lebih mudah. 7. Daerah Utilitas Daerah ini merupakan tempat untuk penyediaan keperluan yang menunjang berjalannya proses produksi berupa penyediaan air, steam, listrik. Daerah ini ditempatkan dekat dengan daerah proses agar sistem pemipaan lebih ekonomi, tetapi mengingat bahaya yang dapat ditimbulkan maka jarak antara areal utilitas dengan areal proses harus diatur (sekitar 15 m). DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 46 16 14 15 13 12 11 9 10 8 6 7 3 4 5 1 2 Keterangan : 1. Pos Keamanan 5. CCR & laboratorium 9. Benkel & Perlengkapan 13. IPAL 2. Musholla 6. Garasi 10. Safety 14. Area Perluasan 3. Klinik 7. Parkir dan Taman 11. Area Produksi 15. Gudang 4. Kantin 8. Kantor dan Aula 12. Utilitas 16. Area Bongkar Muat Skala 1 : 1000 Gambar 2.4 Tata letak pabrik trimetiletilena dan n-pentane DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 47 2.4.2 Tata Letak Peralatan Dalam perencanaan tata letak peralatan proses pada pabrik ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan, yaitu: 1. Aliran bahan baku Pengaliran bahan baku dan produk yang tepat akan memberikan keuntungan ekonomis yang lebih besar, serta menunjang kelancaran dan keamanan produksi. 2. Aliran udara Aliran udara di dalam dan sekitar area proses perlu diperhatikan supaya lancar, hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya stagnasi udara pada suatu tempat yang dapat menyebabkan akumulasi bahan kimia yang berbahaya, sehingga membahayakan keselamatan pekerja, disamping itu perlu diperhatikan arah hembusan angin. 3. Cahaya Penerangan seluruh pabrik harus memadai, dan pada tempat-tempat proses yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu diberikan penerangan tambahan. 4. Lalu lintas manusia Dalam perancangan lay out peralatan proses, perlu diperhatikan agar pekerja dapat mencapai seluruh alat proses dengan cepat dan mudah, supaya apabila terjadi gangguan pada alat proses dapat segera diperbaiki, selain itu keamanan pekerja selama menjalankan tugasnya perlu mendapatkan prioritas utama. DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 48 5. Lalu lintas alat berat Hendaknya diperhatikan jarak antar alat dan lebar jalan agar seluruh alat proses dapat dicapai oleh pekerja dengan cepat dan mudah supaya jika terjadi gangguan alat proses dapat segeara diperbaiki. 6. Perhitungan ekonomi Dalam menempatkan alat-alat proses pada pabrik diusahakan agar dapat menekan biaya operasi dan menjamin kelancaran serta keamanan produksi, sehingga dapat menguntungkan dari segi ekonomi. 7. Jarak alat proses Untuk alat proses yang mempunyai suhu dan tekanan operasi tinggi, sebaiknya dipisahkan dari alat proses lainnya, sehingga apabila terjadi ledakan atau kebakaran pada alat tersebut tidak membahayakan alat-alat proses lainnya. DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 49 D-01 T-01 E-03 TT-02 R S-01 E-02 E-01 TT-01 Area Tangki Produk = 85 ft X 85 ft Skala = 1 : 305 E-05 Area Proses = 57 ft X 85 ft Area Tangki Produk = 85 ft X 85 ft Total Area = 282 ft X 85 ft Keterangan : D : Tangki akumulator E : Heat exchanger S : Separator R : Reaktor T-01 : Menara distilasi 1 TT-01 : Tangki metil butena TT-02 : Tangki trimetiletilena Gambar 2.5 Tata letak peralatan proses DISKRIPSI PROSES II
digilib.uns.ac.id 50 BAB III SPESIFIKASI ALAT 3.1 Alat Utama 3.1.1 Reaktor R-01 Kode : R-01 Fungsi : Tempat berlangsungnya reaksi isomerisasi metil butena membentuk trimetiletilena Jenis : fixed bed multi tube Jumlah : 1 Kondisi operasi : T = 80 o C P = 3 atm isothermal dan non adiabatic Katalis Pendingin : Alumina aktif + 0,3 % berat palladium : Air, dengan suhu : 30 o C Tube : ID OD : 1,01 in (2,565 cm) : 1,25 in (3,175 cm) BWG : 11 Panjang : 3,580 m Jumlah : 1500 Susunan Pitch : Triangular pitch : 0,0396875 m SPESIFIKASI ALAT III
digilib.uns.ac.id 51 Clearance ΔP : 0,0079375 m : 0,0309 atm Shell : Material : Carbon steel SA-167 grade 5 IDS : 1,6141 m Baffle spacing : 0,8070 m Tebal : 1 4 in ΔP : 6,6043 10-4 atm Head : Jenis : flanged and standard dished head Material : Carbon steel SA-167 grade 5 Tebal : 3 8 in Tinggi : 0,2466 m Harga U$$ : 356.481 3.1.2 Menara distilasi T-01 Kode : T-01 Fungsi : Memisahkan sebagian besar metil butena dan 1-pentena dengan trimetiletilena Tipe Material P : Sieve plate tower : Low Alloy Steel SA-283 grade C : 1 atm Kondisi operasi Puncak : T = commit 31,25 to o C user SPESIFIKASI ALAT III
digilib.uns.ac.id 52 Bawah Umpan : T = 38,02 o C : T = 36,62 o C Shell /Kolom Diameter Tinggi total Tebal shell : 1,61 m : 21,35 m : 0,50 in Head Tipe Tebal head Tinggi head : Torispherical head : 0,25 in : 0,617 m Plate Tipe Jumlah plate Plate spacing Plate umpan : Sieve tray : 52 ( tanpa reboiler) : 0.3 m : Plate ke 20 dari bawah Harga U$$ : 163.580 3.2 Alat Pendukung 3.2.1 Tangki metil butena TT-01 Kode Fungsi Tipe : TT-01 : Menyimpan metil butena selama 1 bulan : Tangki silinder vertikal, flat bottomed dan atap Conical head Jumlah : 1 buah SPESIFIKASI ALAT III
digilib.uns.ac.id 53 Kondisi operasi : T = 30 o C P = 1 atm Material Kapasitas Diameter Tinggi : Carbon steel SA-283 grade C : 16790 bbl : 50 ft : 48 ft Tebal shell : Course 1 = 0,500 in Course 2 Course 3 Course 4 Course 5 Course 6 Course 7 Course 8 = 0,500 in = 0,437 in = 0,375 in = 0,313 in = 0,313 in = 0,250 in = 0,187 in Tebal head Tinggi head Tinggi total Isolasi Tebal isolasi : 0,75 in : 9,10 ft : 57,10 ft : Asbestos : 0,28 in Harga U$$ : 384.520 3.2.2 Tangki trimetiletilena TT-02 Kode Fungsi : TT-02 : Menyimpan trimetiletilena selama 1 bulan SPESIFIKASI ALAT III
digilib.uns.ac.id 54 Tipe : Tangki silinder vertikal, flat bottomed dan atap Conical head Jumlah Kondisi operasi : 1 buah : T = 30 o C P = 1 atm Material Kapasitas Diameter Tinggi : Carbon steel SA-283 grade C : 16790 bbl : 50 ft : 48 ft Tebal shell : Course 1 = 0,500 in Course 2 Course 3 Course 4 Course 5 Course 6 Course 7 Course 8 = 0,500 in = 0,437 in = 0,375 in = 0,313 in = 0,313 in = 0,250 in = 0,187 in Tebal head Tinggi head Tinggi total Isolasi Tebal isolasi : 0,75 in : 9,10 ft : 57,10 ft : Asbestos : 0,28 in Harga U$$ : 384.520 SPESIFIKASI ALAT III
digilib.uns.ac.id 55 3.2.3 Separator S-01 Kode : S-01 Fungsi : Memisahkan cairan dan gas keluar E-01 Tipe Material : Vertical drum dengan torispherical head : Low alloy steel SA-283 grade C Kondisi operasi : T = 66,94 C P = 3 atm Diameter Tinggi Tebal shell Tebal head Tinggi total : 5,94 ft : 25,63 ft : 0,3125 in : 0,4375 in : 28,28 ft Harga U$$ : 55.229 3.2.4 Akumulator D-01 Kode : D-01 Fungsi : Menampung hasil atas menara distilasi T-01 Tipe Material : Horisontal drum dengan torispherical head : Low alloy steel SA-283 grade C Kondisi operasi : T = 31,14 C P = 1 atm Kapasitas Diameter Panjang : 11,98 bbl : 3,50 ft : 7,00 ft SPESIFIKASI ALAT III
digilib.uns.ac.id 56 Tebal shell Tebal head Panjang total : 3/16 in : 3/16 in : 8,56 ft Harga U$$ : 10611 3.2.5 Heat exchanger E-01 Kode : E-01 Fungsi : Mengubah fase cair menjadi gas umpan Metil butena Tipe Beban Panas : Shell and tube heat exchanger : 900191,68 Btu/jam Luas Transfer panas : 107,84 ft 2 Material : High-alloy steel SA-167 Grade 5 Tube side Fluida Kapasitas Suhu : Steam : 379,08 kg/jam : Suhu masuk = 133,99 o C Suhu keluar = 133,99 o C OD tube Susunan : 0.75 in : Triangular pitch BWG : 18 Pitch Panjang tube Jumlah tube : 0,9375 in : 12 ft : 54 buah SPESIFIKASI ALAT III
digilib.uns.ac.id 57 Passes : 1 Delta P : 0,05 psi Shell side Fluida Kapasitas : Bahan yang diuapkan : 9497552,62 kg/jam Suhu : Suhu masuk = 33,39 C Suhu keluar = 66,94 C ID shell Baffle spacing : 15,25 in : 15,25 in Passes : 1 Delta P : 0.01 psi Uc : 68,30 Btu/j.F.ft 2 Ud : 63,66 Btu/j.F.ft 2 Rd required Rd : 0.001 j.ft 2.F/Btu : 0.0011 j.ft 2.F/Btu Harga U$$ : 10775 3.2.6 Heat exchanger E-02 Kode : E-02 Fungsi : Memanaskan bahan dari hasil atas S-01 Tipe Jumlah Beban panas : Double pipe heat exchanger : 1 buah : 52085 Btu/jam Luas transfer panas : 27,7 ft 2 SPESIFIKASI ALAT III
digilib.uns.ac.id 58 Material : High-alloy steel SA-167 Grade 5 Pipa dalam Fluida Kapasitas Delta P : Bahan yang dipanaskan (dari tangki pencampur) : 5129,53 lb/jam : 0.05 psi Suhu : Tmasuk = 66,94 C Tkeluar = 80 C IPS Diameter luar : 2 in : 2,375 in SN : 40 Diameter dalam : 2,067 in Panjang hair pin : 15 ft Jumlah hair pin : 3 buah Pipa luar Fluida Kapasitas Delta P : Steam : 48,35 lb/jam : 0,05 psi Suhu : Tmasuk = 133,99 C Tkeluar = 133,99 C IPS Diameter luar : 3 in : 3.5 in SN : 40 Diameter dalam : 3,068 in SPESIFIKASI ALAT III
digilib.uns.ac.id 59 Uc : 41,85 Btu/j.ft 2.F Ud : 39,91 Btu/j.ft 2.F Rd required Rd : 0.001 ft 2.jam.F/Btu : 0.0012 ft 2.jam.F/Btu Harga U$$ : 4940 3.2.7 Heat exchanger E-03 Kode : E-03 Fungsi : Mengembunkan hasil atas menara distilasi D-01 Tipe Beban panas : Shell and tube heat exchanger : 4204977 Btu/jam Luas transfer panas : 1722,59 ft 2 Tube side Fluida Kapasitas : Air pendingin : 116804 lb/jam Material : High-alloy steel SA-167 Grade 5 Suhu : Tmasuk = 10 o C Tkeluar = 25 o C OD tube Susunan : 1 in : Triangular pitch BWG : 18 Pitch Panjang tube : 1,25 in : 12 ft Jumlah tube : 608 SPESIFIKASI ALAT III
digilib.uns.ac.id 60 Passes : 1 Delta P : 0.01 Psi Shell side Fluida : Hasil Atas D-01 Kapasitas : 26715 lb/jam Material : High-alloy steel SA-167 Grade 5 Suhu : Tmasuk = 31,25 o C Tkeluar = 31,14 o C ID shell : 35 in Passes : 1 Delta P : 0.01 Psi Uc : 122,28 Btu/j.F.ft 2 Ud : 88,32 Btu/j.F.ft 2 Rd required Rd : 0.003 j.f.ft 2 /Btu : 0.0031 j.f.ft 2 /Btu Harga U$$ : 40326 3.2.8 Heat exchanger E-04 Kode : E-04 Fungsi : Menguapkan sebagian hasil bawah menara distilasi T-01 Tipe Beban panas : Kettle reboiler : 4221388 Btu/jam Luas transfer panas : 247 Ft 2 SPESIFIKASI ALAT III
digilib.uns.ac.id 61 Material : High-alloy steel SA-167 Grade 5 Tube side Fluida Kapasitas Suhu : Steam : 3919,05 lb/jam : Tmasuk = 133,99 o C Tkeluar = 133,99 o C OD tube Susunan : 3/4 in : Triangular pitch BWG : 16 Pitch Panjang tube : 15/16 in : 12 ft Jumlah tube : 127 Passes : 1 Delta P : Diabaikan Shell side Fluida : Hasil bawah D-01 Kapasitas Suhu : 30890 lb/jam : Tmasuk = 37,94 o C Tkeluar = 38,02 o C ID shell : 13,25 in Passes : 1 Delta P : Diabaikan Uc : 145,90 Btu/j.F.ft 2 SPESIFIKASI ALAT III
digilib.uns.ac.id 62 Ud : 126,40 Btu/j.F.ft 2 Rd required Rd : 0.001 j.f.ft 2 /Btu : 0.0011 j.f.ft 2 /Btu Harga U$$ : 19452 3.2.9 Heat exchanger E-05 Kode : E-05 Fungsi Tipe Beban panas : Mengembunkan hasil Reaktor : Shell and tube heat exchanger : 885472 Btu/jam Luas transfer panas : 200,74 ft 2 Tube side Fluida Kapasitas : Air pendingin : 24596 lb/jam Material : High-alloy steel SA-167 Grade 5 Suhu : Tmasuk = 10 o C Tkeluar = 25 o C OD tube Susunan : 3/4 in : Triangular pitch BWG : 18 Pitch Panjang tube : 0,9375 in : 12 ft Jumlah tube : 98 Passes : 2 SPESIFIKASI ALAT III
digilib.uns.ac.id 63 Delta P : 0.01 Psi Shell side Fluida Kapasitas : Hasil Reaktor : 5129 lb/jam Material : High-alloy steel SA-167 Grade 5 Suhu : Tmasuk = 48,63 o C Tkeluar = 36,62 o C ID shell : 12 in Passes : 1 Delta P : 0.01 Psi Uc : 71,78 Btu/j.F.ft 2 Ud : 58,24 Btu/j.F.ft 2 Rd required Rd : 0.003 j.f.ft 2 /Btu : 0.0032 j.f.ft 2 /Btu Harga U$$ : 8326 3.2.10 Pompa J-01 Kode : J-01 Fungsi : Mengalirkan metil butena dari TT-02 ke E-01 Tipe : Sentrifugal Jumlah : 2 Kapasitas (gpm) : 14,89 Tenaga pompa Tenaga motor : 0,49 Hp : 2,68 Hp SPESIFIKASI ALAT III
digilib.uns.ac.id 64 NPSH required NPSH available : 9.84 ft : 31,83 ft Pipa IPS OD ID SN : 2,25 in : 2,66 in : 2,38 in : 40 ST 40S Harga U$$ : 20274 3.2.11 Pompa J-02 Kode : J-02 Fungsi : Mengalirkan bahan dari D-01 ke top T-01 Tipe : Sentrifugal Jumlah : 2 Kapasitas (gpm) : 582,51 Tenaga pompa Tenaga motor NPSH required NPSH available : 14,95 Hp : 20,12 Hp : 9.84 ft : 23,83 ft Pipa IPS OD ID : 8 in : 8,625 in : 6,81 in SN : 160 SPESIFIKASI ALAT III
digilib.uns.ac.id 65 Harga U$$ : 12419 3.2.12 Pompa J-03 Kode : J-03 Fungsi Tipe : Mengalirkan Bahan dari E-04 ke TT-03 : Sentrifugal Jumlah : 2 Kapasitas (gpm) : 35,10 Tenaga pompa Tenaga motor NPSH required NPSH available : 0,71 Hp : 2,68 Hp : 9.84 ft : 12,59 ft Pipa IPS OD ID SN : 2 in : 2,375 in : 1,94 in : 80 XS 80S Harga U$$ : 13951 3.2.13 Pompa J-04 Kode : J-04 Fungsi : Mengalirkan Bahan dari JC-01 ke T-01 Tipe : Sentrifugal Jumlah : 2 Kapasitas (gpm) : 17,59 SPESIFIKASI ALAT III
digilib.uns.ac.id 66 Tenaga pompa Tenaga motor NPSH required NPSH available : 0,13 Hp : 2,68 Hp : 9.84 ft : 128,68 ft Pipa IPS OD ID SN : 1,25 in : 1,66 in : 1,44 in : 10S Harga U$$ : 7952 3.2.14 Expander JC-01 Kode Fungsi Tipe : JC-01 : Menurunkan tekanan dari 3 atm ke 1 atm : Sentrifugal Jumlah : 2 Kapasitas (acfm) : 28,984 Daya Kerja Aktual : 2,49 Hp : 2,11 Hp Efisiensi : 84 % Penggerak T masuk T keluar : Listrik : 80,00 o C : 48,63 o C Harga U$$ : 7952 SPESIFIKASI ALAT III
digilib.uns.ac.id 67 BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM 4.1. Unit Pendukung Proses Unit pendukung proses atau sering disebut unit utilitas merupakan bagian penting untuk menunjang berlangsungnya proses dalam suatu pabrik. Unit pendukung proses untuk pabrik ini meliputi : unit pengadaan air, unit pengadaan steam, unit pengadaan udara tekan, unit pengadaan listrik, unit pengadaan bahan bakar dan unit pengolahan limbah. Unit-unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik Trimetiletilena antara lain : 1. Unit pengadaan air Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi kebutuhan air sebagai berikut : a. Air pendingin b. Air umpan boiler c. Air konsumsi dan sanitasi 2. Unit pengadaan steam Unit bertugas menyediakan kebutuhan steam sebagai media pemanas untuk heat exchanger. 3. Unit pengadaan udara tekan Unit ini bertugas menyediakan udara tekan untuk kebutuhan instrumentasi pneumatik controller, penyediaan udara tekan di bengkel, dan kebutuhan lain. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 68 4. Unit pengadaan listrik Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk peralatan proses, keperluan pengolahan air, peralatan-peralatan elektronik atau listrik AC, maupun untuk penerangan. Listrik disuplai dari PT. PLN dan dari generator sebagai cadangan bila listrik dari PT. PLN mengalami gangguan. 5. Unit pengadaan bahan bakar Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk kebutuhan boiler dan generator. 6. Unit pengolahan limbah Unit ini bertugas untuk pengolahan limbah padat, cair, maupun gas yang dihasilkan selama proses produksi berlangsung. 7. Unit Refrigerasi Unit ini bertugas menyediakan media pendingin untuk digunakan di kondensor menara distilasi dan kondensor setelah expander. 4.1.1. Unit Pengadaan Air a. Air Pendingin 1. Sumber Air Air pendingin yang digunakan adalah air laut yang diperoleh dari laut yang tidak jauh dari lokasi pabrik. Alasan digunakannya air laut sebagai media pendingin adalah karena faktor faktor sebagai berikut : a. Air laut dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah. b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya. c. Dapat menyerap sejumlah panas per satuan volume yang tinggi. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 69 d. Tidak terdekomposisi. e. Tidak dibutuhkan cooling tower, karena air laut langsung dibuang lagi. Air pendingin ini digunakan sebagai pendingin pada kondenser total, kondenser parsial dan heat exchanger. Hal hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air laut sebagai pendingin adalah : a. Partikel partikel besar/makroba (makhluk hidup laut dan konstituen lain). b. Partikel partikel kecil/mikroba laut (ganggang dan mikroorganisme laut) yang dapat menyebebkan fouling pada kondenser dan heat exchanger. 2. Perhitungan Jumlah Kebutuhan Air Laut Air laut digunakan sebagai media pendingin untuk heat exchanger pada E- 03, E-04, E-06 dan E-08. Kebutuhan air pendingin dapat dilihat pada Tabel 4.1 sebagai berikut : Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin No Kode Nama Alat Kebutuhan (kg/jam) 1. R-01 Pendingin Reaktor 18.000,000 2. E-03 Kondensor Menara Distilasi 1 52.981,000 3. E-05 Kondensor Expander 11.157,000 Total 82.138,000 Total kebutuhan air pendingin adalah 82.138,000 kg/jam. Densitas air pada temperatur 30 C adalah 995,68 kg/m 3. Sehingga debit kebutuhan air untuk steam adalah 82,4950 m 3 /jam. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 70 Untuk keperluan keamanan dalam ketersediaan air laut, diambil kelebihan 20 %, Maka total kebutuhan air laut adalah 98,994 m 3 /jam 3. Pengolahan Air Laut Air laut dihisap dari laut ke kolam penampungan yang langsung berada di pinggir pantai dengan menggunakan pompa. Sebelum masuk pompa air dilewatkan pada traveling screen untuk menyaring partikel dengan ukuran besar. Pencucian dilakukan secara kontinyu. Setelah dipompa kemudian dialirkan ke strainer yang mempunyai saringan stainless steel 0.4 mm dan mengalami pencucian balik secara periodik. Air laut kemudian dialirkan ke pabrik. Di dalam kolam diinjeksikan sodium hipoklorit untuk menjaga kandungan klorin minimum 1 ppm. Klorin berguna untuk mencegah pertumbuhan ganggang dan binatang (organisme) laut lainnya. Klorin diinjeksikan secara kontinyu dalam kolam dan secara intermitten di pipa pengaliran. Dalam perancangan ini diinjeksikan klorin agar memenuhi konsentrasi 1 ppm yaitu sebesar 0,0986 kg/jam. Untuk kondisi normal jika digunakan klorin 1 ppm maka residual klorin sebanyak 0,5 ppm, kandungan klorin sebesar ini tidak menyebebkan korosi pada pipa. Injeksi klorin dilebihkan sebesar 20 % massa dari kebutuhan, untuk kebutuhan ini digunakan Sodium Chloride sebanyak 0,1183 kg/jam dengan volume 0,1178 L/jam. Untuk memompakan air laut dengan jumlah di atas dan untuk mengatasi penurunan tekanan pada perpipaan dan di peralatan, maka diperlukan jenis UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 71 pompa Single Stage Centrifugal dengan daya pompa 25,71 HP dan daya motor antara 40 HP, dengan bahan Nickel Steel pada sistem perpipaannya. R-01 Kolam Penampungan E-03 Laut E-05 Klorinasi Penyaring Halus Penyaring Kasar Gambar: 4.1 Skema penggunaan air laut sebagai pendingin b. Air Umpan Boiler, Air Proses serta Air Konsumsi dan Sanitasi 1. Sumber Air Kebutuhan air pada pabrik Trimetiletilena dipenuhi dari air baku yang berasal dari air laut sebagai air pendingin dan dari PT. Krakatau Tirta UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 72 Industri, Krenceng, Cilegon sebagai air proses, air umpan boiler, dan air konsumsi & sanitasi dengan pertimbangan : a. Pabrik berada di kawasan industri dimana kebutuhan air disediakan oleh pengelola kawasan industri. b. Pasokan air baku dijamin kontinyu. c. Telah memenuhi standar baku air tanah dalam Tabel 4.2 Parameter standar baku air tanah Parameter Nilai p alkalinity 0 ppm CaCO 3 m alkalinity < 280 ppm Total hardness < 145 Ca hardness < 40 Cl hardness Temperatur Conductivity < 60 ppm Cl < 45 o C < 820 mmhos/cm ph < 8,5 Suspended solid (SS) Total suspended solid (TSS) < 10 ppm < 365 ppm Selain dari PT. Krakatau Tirta Industri, Krenceng, Cilegon, juga tersedia dari air tanah yang sewaktu-waktu dapat digunakan jika terjadi kekurangan pasokan air dari PT. Krakatau Tirta Industri, Krenceng, Cilegon. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 73 Penggunaan air baku ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air di pabrik antara lain : a. Air umpan boiler Sumber air untuk keperluan ini adalah air baku. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler adalah : œ Zat-zat yang dapat menyebabkan korosi œ Kerak yang terjadi di dalam boiler disebabkan karena air mengandung ion Ca 2+ dan Mg 2+ dan gas-gas yang terlarut. œ Zat-zat yang menyebabkan pembusaan (foaming) œ Air yang diambil dari proses pemanasan bisa menyebabkan foaming pada boiler karena adanya zat-zat organik, anorganik, dan zat-zat yang tidak larut dalam jumlah besar. Efek pembusaan terjadi pada alkalinitas tinggi. Tabel 4.3 Persyaratan Air Umpan Boiler 21-39 40-59 REKOMENDASI BATAS AIR UMPAN (IS 10392, 1982) Faktor Hingga 20 kg/cm 2 kg/cm 2 kg/cm 2 Total besi (maks) ppm 0,05 0,02 0,01 Total tembaga (maks) ppm 0,01 0,01 0,01 Total besi (maks) ppm 1,0 0,3 0,1 Oksigen (maks) ppm 0,02 0,02 0,01 Residu hidrasin ppm - - -0,02-0,04 ph pada 25ºC 8,8-9,2 8,8-9,2 8,2-9,2 Kesadahan ppm 1,0 0,5 - UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 74 Tabel 4.4 Rekomendasi Batas Air Boiler REKOMENDASI BATAS AIR BOILER (IS 10392, 1982) 21-39 40-59 Faktor Hingga 20 kg/cm 2 kg/cm 2 kg/cm 2 TDS, ppm 3000-3500 1500-2500 500-1500 Total padatam besi terlarut ppm 500 200 150 Konduktivitas listrik spesifik 1000 400 300 pada 25ºC (mho) Residu fosfat ppm 20-40 20-40 15-25 ph pada 25ºC 10-10,5 10-10,5 9,8-10,2 Silika (maks) ppm 25 15 10 (www.energyefficiencyasia.org) b. Kebutuhan air konsumsi dan sanitasi Sumber air untuk keperluan konsumsi dan sanitasi berasal dari sumber air baku. Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium, kantor, perumahan dan pertamanan. Air konsumsi dan sanitasi harus memenuhi beberapa syarat yang meliputi syarat fisik, syarat kimia, dan syarat bakteriologis. Syarat fisik : œ Suhu di bawah suhu udara luar œ Warna jernih œ Tidak mempunyai rasa dan tidak berbau Syarat kimia : œ Tidak mengandung zat organik maupun zat anorganik œ Tidak beracun Syarat bakteriologis : œ Tidak mengandung bakteri-bakteri, terutama bakteri yang patogen. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 75 Tabel 4.5 Daftar Persyaratan Kualitas Air Minum Syarat-syarat Parameter Satuan Min yang diijinkan Min yang dianjurkan Max yang diijinkan Keterangan A. FISIKA Bau Tidak berbau TDS mg/l 1000 Kekeruhan skala NTU 5 Tidak berasa Rasa Suhu 63 ºC Warna skala TCU 15 B. KIMIA 1.Kimia Anorganik Air raksa mg/l 0,001 Aluminium mg/l 0,2 Arsen mg/l 0,05 Balium mg/l 1 Besi mg/l 0,3 Flourida mg/l 1,5 Kadmium mg/l 0,05 Kesadahan mg/l 500 Klorida mg/l 250 Kromium mg/l 0,05 Mangan mg/l 0,1 Natrium mg/l 200 Nitrat mg/l 10 Nitrit mg/l 1 Perak mg/l 0,05 PH 6,5 9,5 Selenium mg/l 0,01 Seng mg/l 5 Sianida mg/l 0,1 UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 76 Syarat-syarat Parameter Satuan Min yang diijinkan Min yang dianjurkan Max yang diijinkan Keterangan Sulfat mg/l 400 Sulfida mg/l 0,05 Tembaga mg/l 1 Timbal mg/l 0,05 2.Kimia Organik Aldrin mg/l 0,0007 Benzena mg/l 0,01 Benzo mg/l 0,00001 Chlorodane mg/l 0,0003 Chloroform mg/l 0,03 DDT mg/l 0,03 1,2 Dichloroethane mg/l 0,01 1,1Dichloroethane mg/l 0,0003 Heptachlor mg/l 0,003 Hexachlorobenzen mg/l 0,00001 Lindane mg/l 0,004 Hethxychlor mg/l 0,03 Pentachlorophenol mg/l 0,01 Pestisida total mg/l 0,1 2,4,6 mg/l 0,01 Trichlorophenol Zat organik mg/l 10 3. Mikrobiologi Koliform tinja Jml/100 ml 0 Total koliform Jml/100 ml 0 4.Radio Aktivitas Aktivitas alpha mg/l 0,1 Aktivitas beta mg/l 1 (Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 416/MENKES/PR/IX/1990) UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 77 2. Perhitungan Jumlah Kebutuhan Air Kebutuhan air baku di pabrik Trimetiletilena dapat diketahui dengan perhitungan sebagai berikut : a. Kebutuhan air umpan boiler Air ini digunakan untuk produksi steam yang diumpankan ke alat alat proses, yaitu : Tabel 4.6 Kebutuhan Air Umpan Boiler No Kode Nama Alat Kebutuhan (kg/jam) 1. 2. 3. E-01 E-02 E-04 Heat Exchanger 1 Heat Exchanger 2 Heat Exchanger 4 531,82 21,02 280,81 Total 833,65 Untuk menjaga kemungkinan kebocoran steam yang diperkirakan sebesar 25 % dari total steam yang dihasilkan boiler. Maka air umpan boiler dilebihkan menjadi 125 % dari kebutuhan steam = 1042,06 kg/jam dengan volume 1,047 m 3 /jam. Air umpan boiler terdiri dari kondensat dan make up water. Jumlah steam hilang yang tidak menjadi kondensat adalah 208,41 kg/jam Jadi kebutuhan air umpan boiler make up yang harus disediakan adalah 1042,06 kg/jam dengan volume 1,047 m 3 /jam. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 78 b. Kebutuhan air untuk konsumsi dan sanitasi Tabel 4.7 Kebutuhan Air untuk Konsumsi dan Sanitasi Kebutuhan Air Kebutuhan ( m 3 /hari ) Air untuk karyawan kantor Air untuk laboratorium Air untuk kebersihan, taman, dll Total 10 m 3 /hari 2,5 m 3 /hari 10 m 3 /hari 25,62 m 3 /hari Untuk menjaga kemungkinan bocor saat distribusi maka dilebihkan 10%, sehingga kebutuhan air baku adalah 28,182 m 3 /hari. 3. Pengolahan Air Air baku diolah terlebih dahulu agar memenuhi syarat untuk digunakan. Pengolahan air tersebut dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu : a. Pengolahan air umpan boiler Untuk keperluan umpan boiler proses yang dilakukn ke air anatara lain sebagai berikut : œ Penyaringan mekanis Penyaringan ini bertujuan untuk menghilangkan partikel partikel besar yang dimungkinkan terdapat dalam air sumur seperti pasir dan lumpur yang kemungkinan terikut. Kemudian air masih diendapkan dengan menambahkan koagulan dan alum (Al 2 (SO 4 ) 3 ) dalam tangki pengendap. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 79 œ Aerasi Merupakan proses mekanis penghembusan air dengan udara. Proses ini bertujuan untuk menghilangkan gas gas terlarut dan kadar besi yang terlarut dalam air. Terjadi proses oksidasi yang menjadikan besi terlarut menjadi besi oksida yang tidak larut dalam air sehingga bisa diendapkan. Proses aerasi dilakukan dalam suatu unit yang disebut aerator. Untuk menaikkan ph air ditambahkan NaOH sehingga air pada keadaan netral. œ Penghilangan besi Merupakan suatu unit saringan bertekanan yang mengandung MgO 2 untuk menyaring endapan besi yang tidak sempat mengendap di aerator. Alat yang digunakan biasa disebut Iron Removal Filter. œ Demineralisasi Merupakan unit penukar ion untuk menghilangkan mineral terlarut dalam air, seperti Ca 2+, Mg 2+, Na +, HCO - 3, SO 2-4, Cl -. Sebagai resin penukar kation dapat digunakan asam kuat dan resin penukar anion dapat digunakan basa kuat. œ Deaerasi Merupakan proses penghilangan gas gas terlarut, terutama oksigen dan karbondioksida dengan cara pemanasan menggunakan steam. Oksigen terlarut dapat merusak baja. Gas gas ini kemudian dibuang ke atmosfer. Setelah mengalami proses deaerasi diinjeksikan oxygen scavanjing yaitu larutan hidroquinon untuk mengikat gas oksigen UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 80 yang masih terbawa dan juga diinjeksikan larutan morpholine (C 4 H 9 NO) untuk pencegahan korosi pada pipa pipa. b. Pengolahan air untuk konsumsi dan sanitasi Pengolahan air untuk kebutuhan konsumsi dan sanitasi merupakan suatu unit tersendiri di pabrik. Proses pengolahan yang dilakukan yaitu proses aerasi, filtrasi, dan klorinasi. Aerasi bertujuan untuk menghilangkan gas gas terlarut dan mengoksidasi kandungan ion ferro untuk diubah menjadi ion ferri hidroksida yang tidak larut dalam air. Endapan ferri hidroksida dibuang dengan cara blowdown, dan sisanya yang tidak terendapkan disaring di Iron Removal Filter. Selanjutnya air produk penyaringan diinjeksi larutan kalsium hipoklorit untuk mematikan kandungan biologis air. Konsentrasi kalsium hipoklorit dijaga sekitar 0,8 1,0 ppm. Untuk menjaga ph air minum, ditambah larutan Ca(OH) 2 sehingga ph-nya sekitar 6,8 7,0. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 81 INJEKSI KLORIN TANGKI AIR KONSUMSI & SANITASI Air Konsumsi dan Sanitasi FILTER AERATOR TANGKI AIR BAKU IRON REMOVAL FILTER TANGKI AIR DEMIN Make-up water pelletizer KATION EXCHANGER DEAERATOR BOILER PACKAGE Suplai air dari PT. KTI CONDENSATE DRUM Air Tanah Heating VP-01 & RB-01 Gambar 4.2 Skema Pengolahan Air Umpan Boiler, Air Proses, Air Konsumsi dan Sanitasi Purging B-02 UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 82 4.1.2. Unit Pengadaan Steam Steam yang diproduksi pada pabrik trimetiletilena ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan panas pada vaporizer, reboiler, dan steam untuk purging sisa katalis dan kokatalis yang masih terbawa produk. Untuk menjaga kemungkinan kebocoran steam pada saat distribusi. Diperkirakan steam hilang sebesar 25 %, maka jumlahnya dilebihkan sebanyak 25% dari kebutuhan. Jadi jumlah steam yang dibutuhkan adalah 23.717,654 kg/jam (52.288,415 lb/jam). Untuk memenuhi kebutuhan steam digunakan fire tube boiler. Kebutuhan steam pada pabrik trimetiletilena ini adalah sebagai berikut : œ Jenis = Low steam œ Tekanan = 3 atm / 44,088 psia œ Suhu = 133,99 o C œ Jumlah = 23.717,654 kg/jam a. Menentukan luas penampang perpindahan panas Daya yang diperlukan boiler untuk menghasilkan steam dihitung dengan persamaan : Daya = ( h hf) ms. - 970,3 x34,5 Dengan : ms h hf : masa steam yang dihasilkan (lb/jam) : enthaply steam pada P dan T tertentu (BTU/lb) : enthalpy umpan (BTU/lb) dimana : ms = 52.288,415 lb / jam UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 83 h = 1.171,663 Btu / lbm Make up water adalah air pada suhu 30 o C didapat entalpi Boiler Feed Waternya sebesar 204,577 Btu/lbm. Jadi daya yang dibutuhkan adalah sebesar 1.510,856 HP. Dimana dari Severn ditentukan luas bidang pemanasan-nya adalah 12 ft 2 /HP sehingga diperoleh Total heating surface-nya adalah 18.127,026 ft 2 b. Perhitungan kapasitas boiler Q = ms (h hf) (Severn, hal 171) = 52.288,415 (1.171,663-204,577) = 50.567.379,172 BTU/jam c. Kebutuhan bahan bakar Bahan bakar diperoleh dari solar dengan spesifikasi sebagai berikut : Heating Value (HV) = 18.800 Btu/lb Densitas = 54,32 lb/ft 3 Effisiensi Bahan Bakar = 80 % Effisiensi Boiler = 80 % Digunakan bahan bakar solar untuk memenuhi panas yang ada sebanyak 2.190,94 L/jam 4.1.3. Unit Pengadaan Udara Tekan Unit penyedia udara tekan merupakan salah satu unit yang sangat penting. Udara tekan sangat diperlukan dalam berbagai proses terutama untuk fasilitas instrumentasi dan udara plant (IA/PA) di peralatan proses. Kebutuhan udara tekan UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 84 untuk pabrik Trimethylethylene diperkirakan sebesar 200 m 3 /jam, tekanan 124 psia, dan suhu 30 o C. Peralatan utama pada unit ini adalah : œ œ œ œ IA / PA Compressor IA / PA Reservoir IA Reservoir Instrument Air Dryer Air Filter CWR CWS Inlet Filter Dust Filter IA Reservoir Dryer To Instrument Air System To Plant Air Header Dryer IA/PA Reservoir Gambar 4.3 Unit penyediaan udara tekan Udara tekan dipasok oleh IA/PA Compressor yang berkapasitas 1360 m 3 /jam. Udara yang masuk ke kompresor sebelumnya telah melalui penyaringan di air filter. Jenis kompresor yang dipergunakan adalah Single stage reciprocating compressor package bertekanan 4 7,5 kg/cm 2. Dalam keadaan normal, hanya satu kompressor yang dioperasikan. Udara dari kompresor kemudian didinginkan dengan air pendingin dan dimasukkan ke dalam IA/PA Reservoir. Udara dari IA/PA Reservoir dibagi menjadi dua yaitu untuk kebutuhan plant dan instrumen. Udara untuk kebutuhan plant langsung dialirkan dari UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 85 reservoir ke filter pada reciprocating compressor dilanjutkan dengan kompresi dua tahap tanpa penghilangan moisture. Udara ini digunakan untuk sistem yang membutuhkan udara bertekanan tinggi. Berbeda dengan udara untuk plant, udara untuk instrumen terlebih dulu disaring dengan prefilter dryer yang berbentuk package. Setelah itu udara dikeringkan melalui media pengering berupa relivated alumina untuk menghilangkan moisture karena udara tekan untuk instrumen tidak boleh mengandung air. Udara yang keluar dari dryer disaring dengan dust filter untuk menghilangkan kotoran yang mungkin terbawa. Selanjutnya udara ditampung dalam IA Reservoir dan disalurkan untuk memenuhi kebutuhan instrumen. Tabel 4.8 Udara tekan dan kegunaannya No. Udara tekan Tekanan Kegunaan 1 Plant Air 7 kg/cm 2 Untuk pressure atomizing boiler yang bertujuan mengkabutkan bahan bakar boiler. 2 Instrument Air 5,5 kg/cm 2 Untuk membersihkan peralatan Sebagai transmisi pneumatik untuk instrumentasi kontrol 4.1.4. Unit Pengadaan Listrik Sumber listrik dari PT. PLN dan sebagai cadangan digunakan generator yang dikelola sendiri. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 86 Generator yang digunakan adalah generator arus bolak balik dengan pertimbangan: - Tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar - Tenaga dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai dengan kebutuhan, dengan menggunakan transformator Generator AC yang digunakan jenis AC 3 fase yang mempunyai keuntungan : - Tenaga listrik stabil - Daya kerja lebih besar - Kawat penghantar yang digunakan lebih sedikit - Harganya murah dan sederhana 1. Listrik untuk keperluan proses dan pengolahan air Konsumsi listrik untuk keperluan proses dan pengolahan air dapat diperkirakan sebagai berikut: Tabel 4.9 Konsumsi listrik untuk keperluan proses dan pengolahan air Nama Alat Kode Hp Jumlah SHp Pompa 01 J-01 5 1 5 Pompa 02 J-02 3 1 3 Pompa 03 J-03 18 1 18 Kompresor 01 JC-01 1 1 1 Pompa Utilitas 01 JU-01 1 1 1 Pompa Utilitas 02 JU-02 1 1 1 Pompa Utilitas 03 JU-03 1 1 1 Pompa Utilitas 04 JU-04 1 1 1 Pompa Utilitas 05 JU-05 5 1 5 Pompa Utilitas 06 JU-06 5 1 5 Pompa Utilitas 07 commit JU-07 to user 40 1 40 UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 87 Nama Alat Kode Hp Jumlah SHp Kompresor Utilitas 01 JCU-01 24 1 24 Total 105 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan pengolahan air = 105 Hp Diperkirakan kebutuhan untuk alat yang tidak terdiskripsikan sebesar 10 % dari total kebutuhan sebesar 10,5 Hp, sehingga kebutuhan total listrik adalah 115,5 Hp ( 130,42 kw ). 2. Listrik untuk penerangan Untuk menentukan besarnya tenaga listrik yang dibutuhkan, dipakai standart yang terdapat dalam Fig. 13 Perry, edisi 3. Untuk menentukan besarnya tenaga listrik digunakan persamaan : L = a F U D Dimana, L = Lumen per outlet a = Luas area, ft 2 F = foot candle yang diperlukan (Tabel 13, Perry ed 3) U = koefisien utilitas (Tabel 16, Perry ed 3) UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 88 Tabel 4.10 Konsumsi listrik untuk penerangan Bangunan Luas,m 2 Luas,ft 2 F U D Lumen Pos keamanan 25 269,09 20 0,42 0,75 17085 Parkir 100 1076,36 10 0,49 0,75 29289 Musholla 30 322,91 20 0,55 0,75 15656 Kantin 80 861,09 20 0,51 0,75 45024 Kantor 300 3229,09 35 0,6 0,75 251152 Poliklinik 25 269,09 20 0,56 0,75 12814 Ruang kontrol 50 538,18 40 0,56 0,75 51255 Laboratorium 100 1076,36 40 0,56 0,75 102511 Proses 350 3767,28 30 0,59 0,75 255409 Utilitas 500 5381,82 10 0,59 0,75 121623 Ruang generator 50 538,18 10 0,51 0,75 14070 Bengkel 50 538,18 40 0,51 0,75 56281 Garasi 80 861,09 10 0,51 0,75 22512 Gudang 300 3229,09 5 0,51 0,75 42210 Pemadam 100 1076,36 20 0,51 0,75 56281 Tangki bahan baku 2300 24756,39 10 0,51 0,75 647226 Tangki produk 2700 29061,85 10 0,51 0,75 759787 Jalan dan taman 2500 26909,12 5 0,55 0,75 326171 Area perluasan 4760 51234,97 5 0,57 0,75 599239 Jumlah 14400 154996,5 3425596 Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan flourescent 40 Watt, dimana dalam Perry ed 3 satu buah lampu instant Starting Daylight 40 Watt mempunyai lumen output adalah 1920 lumen/buah Jumlah lumen untuk penerangan dalam ruangan (selain tangki bahan baku, tangki produk, jalan taman dan area perluasan) adalah 1093172 lumen. Jadi jumlah lampu yang diperlukan dalam ruangan sebanyak 570 buah UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 89 Untuk penerangan dibagian luar ruangan (tangki bahan baku, tangki produk, jalan taman dan area perluasan) digunakan lampu merkuri 100 Watt, dimana lumen output tiap lampunya adalah 3000 lumen/buah. Jumlah lumen untuk penerangan di luar ruangan adalah 2332423 lumen. Jadi jumlah lampu yang diperlukan di luar ruangan sebanyak 778 buah. Sehingga total daya penerangan adalah 100600 Watt (100,6 kw ) 3. Listrik untuk AC Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 10000 Watt ( 10 kw ) 4. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 10000 Watt ( 10 kw ) Kebutuhan listrik total Jenis Kebutuhan Listrik Kebutuhan ( kw ) Proses dan utilitas 130,42 Penerangan 100,60 AC 100,60 Laboratotium dan instrumentasi 100,00 Total 251,02 Asumsi : kapasitas generator yang digunakan adalah 80 % dari kapasitas total, sehingga generator yang disiapkan harus mempunyai output sebesar 313,78 kw Ditetapkan input generator 500 kw, sehingga untuk keperluan lain masih tersedia 186,22 kw. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 90 4.1.5. Unit Pengadaan Bahan Bakar Unit pengadaan bahan bakar bertujuan untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar pada boiler dan generator. Bahan bakar yang digunakan adalah solar yang diperoleh dari PT. Pertamina. Pemilihan bahan bakar cair ini didasarkan pada : 1. Mudah di dapat 2. Kesetimbangannya terjamin 3. Mudah dalam penyimpanan Spesifikasi bahan bakar solar sebagai berikut : Heating value Spesifikasi 18800 Btu/lb Nilai Efisiensi 80 % Densitas 54,32 lb/ft 3 Kebutuhan bahan bakar sebagai berikut : Fire Tube Boiler = 2.190,94 L/jam Generator = 59,14 L/jam 4.1.6 Unit Pengolahan Limbah Limbah yang dihasilkan oleh pabrik Trimetiletilena adalah limbah proses purging dan air buangan sanitasi. 1. Limbah Proses Purging Limbah yang berupa larutan metil butena yang terdiri dari metil butena, trimetiletilena, dan 1-pentene. commit Pengolahannya to user dengan cara menampung UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 91 sementara dalam tangki penyimpanan untuk diteliti dan dijadikan sebagai produk yang lain dengan spesifikasi yang baru. 2. Air Buangan Sanitasi Air buangan sanitasi yang berasal dari kawasan pabrik dikumpulkan dan diolah sampai kadar yang ditentukan oleh unit pengolahan limbah kawasan industri Krakatau Industrial Estate Cilegon (PT.KIEC). 3. Air Berminyak dari Alat Proses Air berminyak berasal dari buangan pelumas pada pompa dan alat lainnya. Proses pemisahan dilakukan berdasarkan perbedaan berat jenisnya. Minyak di lapisan atas dialirkan ke penampungan minyak dan selanjutnya dibakar dalam tungku pembakar. Sedangkan air di lapisan bawah dialirkan ke penampungan akhir dan selanjutnya dibuang. 4.1.7 Unit Refrigerasi Sistem refrigerasi digunakan untuk kondensor total pada menara distilasi dan kondensor setelah expander. Unit refrigerasi yang digunakan diperoleh dari King Machine, Zhangjiagan City, Jiangsu Province, China. Dipilih model 400GR, Sesuai dengan kebutuhan dari kondensor menara distilasi sebesar 52.981 kg/jam dan kondensor setelah expander 11.157 kg/jam. Total kebutuhan air pendingin masuk refrigeran adalah 64.138 kg/jam. Refregerasi yang digunakan adalah brine water. (http://cnkingmachine.en.made-in-china.com/product/) UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 92 4.2. Spesifikasi Alat Utilitas 4.2.1. Bak Penampung Awal Fungsi : Menampung air laut sebanyak 10.049,339 kg/jam Kode : - Jenis Suhu Tekanan Waktu tinggal Bahan konstruksi : Kolam persegi panjang dalam tanah : 30 o C : 1 atm : 6 jam : Beton Volume : 11.200 m 3 Dimensi : Panjang Lebar Dalam : 40 m : 28 m : 10 m 4.2.2. Tangki Aerator Fungsi : Menghilangkan kadar mangan dan kadar besi yang terlarut didalam air dari air tanah dengan cara penghembusan air oleh udara. Kode Jenis : A : Tangki silinder horizontal dengan penutup UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 93 torispherical head. Suhu Tekanan Waktu tinggal Bahan konstruksi : 30 o C : 1 atm : 15 menit : Carbon Steels SA 283 C Volume : 1,70 m 3 Dimensi : Diameter shell : 4,27 m Panjang shell : 12,80 m Tebal shell : 5/16 inch Panjang head : 1,14 m Tebal head : 7/16 inch Panjang total : 15,1066 m 4.2.3. Tangki penampung air Fungsi : menampung air sebanyak 21.090,0907 kg/jam Kode Jenis : TU-01 : Tangki silinder horizontal dengan alas datar dan atap berbentuk kerucut. Suhu Tekanan Waktu tinggal : 30 o C : 1 atm : 3 hari UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 94 Bahan konstruksi : Carbon Steels SA 283 C Volume : 1.892,0380m 3 Dimensi : Diameter shell : 13,7162 m Tinggi shell : 12,8018 m Tebal shell : Course 1 : 5/8 inch Course 2 : 9/16 inch Course 3 : 1/2 inch Course 4 : 7/16 inch Course 5 : 3/8 inch Course 6 : 5/16 inch Course 7 : 3/16 inch Tinggi roof : 1,7530 m Tebal roof : 3/16 inch Kemiringan roof Tinggi total : 14,3380 o : 14,5547 m 4.2.4. Tangki Iron Removal Filter Fungsi : Menyaring endapan besi yang teroksidasi di aerator Kode Jenis : IRF : Tangki silinder tegak dengan penutup UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 95 torispherical head. Suhu Tekanan Waktu regenerasi Bahan konstruksi Bahan pengisi : 30 o C : 1 atm : 24 jam : Carbon Steels SA 283 C : Manganese Dioxide Volume pengisi : 0,51 m 3 Dimensi : Diameter bed Tinggi bed Diameter shell Panjang shell : 1,07 m : 0,58 m : 1,07 m : 1,15 m Tebal shell : 3/16 inch Panjang head : 0,23 m Tebal head : 3/16 inch Panjang total : 1,61 m 4.2.5. Tangki Klorinasi Fungsi : Menghilangkan kandungan biologis dalam air Kode Jenis : K : Tangki silinder horizontal dengan penutup torispherical head. Suhu : 30 o C UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 96 Tekanan Waktu tinggal Bahan konstruksi : 1 atm : 15 menit : Carbon Steels SA 283 C Volume : 0,23 m 3 Dimensi : Diameter shell : 0,51 m Panjang shell : 1,52 m Tebal shell : 3/16 inch Panjang head : 0,20 m Tebal head : 3/16 inch Panjang total : 1,92 m 4.2.6. Tangki Penampungan Air Konsumsi dan Sanitasi Fungsi : menampung air sebanyak 21.090,0907 kg/jam Kode Jenis : TU-02 : Tangki silinder horizontal dengan alas datar dan atap berbentuk kerucut. Suhu Tekanan Waktu tinggal Bahan konstruksi : 30 o C : 1 atm : 3 hari : Carbon Steels SA 283 C Volume : 89,8321 m 3 Dimensi : UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 97 Diameter shell : 4,5721 m Tinggi shell : 5,4865 m Tebal shell : Course 1 : 1/4 inch Course 2 : 3/16 inch Course 3 : 3/16 inch Tinggi roof : 0,5843 m Tebal roof : 3/16 inch Kemiringan roof Tinggi total : 14,3380 o : 6,0708 m 4.2.7. Tangki Kation Exchanger Fungsi : Menghilangkan mineral berbentuk ion positif Kode Jenis : K-EX : Tangki silinder tegak dengan penutup torispherical head. Suhu Tekanan Waktu regenerasi : 30 o C : 1 atm : 24 jam Bahan pengisi : Super Nalcocite ( Sinthetic gel zeolite / Sodium alumino-silicate ) Volume pengisi : 0,1395 m 3 UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 98 Bahan konstruksi : Carbon Steels SA 283 C Dimensi : Diameter bed Tinggi bed Diameter shell Panjang shell : 0,4572 m : 0,8498 m : 0,4572 m : 1,6996 m Tebal shell : ¼ inch Panjang head : 0,1491 m Tebal head : 5/16 inch Panjang total : 1,9978 m 4.2.8. Tangki Anion Exchanger Fungsi : Menghilangkan mineral berbentuk ion negatif Kode Jenis : A-EX : Tangki silinder tegak dengan penutup torispherical head. Suhu Tekanan Waktu regenerasi Bahan pengisi : 30 o C : 1 atm : 24 jam : Nalcite SBR (styrene divinyl benzene) Volume pengisi : 0,1522 m 3 Bahan konstruksi : Carbon Steels SA 283 C UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 99 Dimensi Diameter bed Tinggi bed Diameter shell Panjang shell : 0,4572 m : 0,9271 m : 0,4572 m : 1,8541 m Tebal shell : ¼ inch Panjang head : 0,1491 m Tebal head : 5/16 inch Panjang total : 2,1524 m 4.2.9. Tangki Penampungan Air Demin Fungsi : menampung air sebanyak 20.063,2957 kg/jam Kode Jenis : TU-03 : Tangki silinder horizontal dengan alas datar dan atap berbentuk kerucut. Suhu Tekanan Waktu tinggal : 30 o C : 1 atm : 3 hari Volume : 1.892,0380 m 3 Bahan konstruksi : Carbon Steels SA 283 C Dimensi : UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 100 Diameter shell : 13,7162 m Tinggi shell : 12,8018 m Tebal shell : Course 1 : 5/8 inch Course 2 : 9/16 inch Course 3 : 1/2 inch Course 4 : 7/16 inch Course 5 : 3/8 inch Course 6 : 5/16 inch Course 7 : 3/16 inch Tinggi roof : 1,7530 m Tebal roof : 3/16 inch Kemiringan roof Tinggi total : 14,3380 o : 14,5547 m 4.2.10. Tangki Kondensat Fungsi : Menampung kondensat dari pemanas Kode Jenis : TU-04 : Tangki silinder horizontal dengan penutup torispherical head. Suhu Tekanan Waktu tinggal : 30 o C : 1 atm : 15 menit UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 101 Bahan konstruksi : Carbon Steels SA 283 C Volume : 1,3810 m 3 Dimensi : Diameter shell : 2,5908 m Panjang shell : 7,7724 m Tebal shell : ¼ inch Panjang head : 0,7191 m Tebal head : 5/16 inch Panjang total : 9,2265 m 4.2.11. Tangki Deaerator Fungsi : Mengusir udara ( O2 dan CO2) dari air umpan boiler Kode Jenis : DA : Tangki silinder horizontal dengan penutup torispherical head. Suhu Tekanan Waktu tinggal Bahan konstruksi : 47,8548 o C : 3 atm : 1 jam : Carbon Steels SA 283 C Volume : 7,7777 m 3 Dimensi : Diameter shell : 1,5240 m UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 102 Panjang shell : 4,5720 m Tebal shell : 3/16 inch Panjang head : 0,2710 m Tebal head : 1/4 inch Panjang total : 5,1139 m 4.2.12. Boiler Kode Tipe : PB : Fire tube boiler Jumlah : 2 buah ( 1 cadangan ) Heating surface : 18.127,026 ft 2 Rate of steam : 52.288,415 lb/jam Suhu steam : 133,99 C Tekanan steam : 3 atm / 44,088 psia Efisiensi : 80 % Bahan bakar : Solar 4.2.13. Kompresor Kode Tipe : CU-01 : Single stage reciprocating compressor Jumlah : 2 buah ( 1 cadangan ) Kapasitas Suhu udara : 200 m 3 /jam : 30 o C UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 103 Tekanan suction Tekanan discharge Daya kompresor Tegangan Frekuensi : 14,7 psia : 124 psia : 24 HP : 220/380 V : 50 Hz Efisiensi : 80 % 4.2.14. Generator Kode : G-01 Tipe Jumlah Kapasitas Tegangan : AC generator : 1 buah : 500 kw : 220/380 V Efisiensi : 80% Frekuensi : 50 Hz Faktor daya : >0,80 UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 104 4.2.15. Pompa Utilitas Tabel 4.8 Pompa Utilitas Nama alat Pompa-01 Pompa-02 Pompa-03 Kode PU-01 PU-02 PU-03 Fungsi Tipe Memompakan air tanah dari dalam tanah ke unit pengolah air proses Radial impeller, sentrifugal, single stage pump Memompakan air dari TU-01 ke IRF Radial impeller, sentrifugal, single stage pump Jumlah 2 2 2 Kapasitas (gpm) 29,93 29,93 4,55 Power pompa (Hp) 0,15 0,16 0,04 Power motor (Hp) 1 1 1 Memompakan air dari TU-02 ke sistem air sanitasi dan konsumsi Radial impeller, sentrifugal, single stage pump Tegangan motor (Volt) 220/380 220/380 220/380 Frekuensi motor (Hz) 50 50 50 NPSH required (ft) 9,84 9,84 9.84 NPSH available (ft) 29,93 32,21 32,39 Bahan kontruksi Cast Steel Cast Steel Cast Steel Pipa : Nominal (in) 4 4 1 SN 80 80 40 UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 105 ID pipa (in) 3,83 3,83 1,05 Nama alat Pompa-04 Pompa-05 Pompa-06 Kode PU-04 PU-05 PU-06 Fungsi Memompakan air demin dari TU-03 ke deaerator Memompakan Memompakan BWF dari solar dari TUdeaerator ke 05 ke boiler boiler Tipe Radial impeller, sentrifugal, Radial impeller, Radial impeller, single stage sentrifugal, sentrifugal, pump single stage single stage pump pump Jumlah 2 2 2 Kapasitas (gpm) 97,5970 31,3922 1,1157 Power pompa (Hp) 0,56 2,25 2,11 Power motor (Hp) 1 5 5 Tegangan motor (Volt) 220/380 220/380 220/380 Frekuensi motor (Hz) 50 50 50 NPSH required (ft) 9,8424 9.8425 9.8425 NPSH available (ft) 32,1585 32,5505 33,3763 Bahan kontruksi Cast Steel Cast Steel Cast Steel Pipa Nominal (in) 3 1/2 2 1/2 1/2 SN 80 40 40 ID pipa (in) 3,548 2,469 0,6220 UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 106 Nama alat Kode Fungsi Pompa-07 PU-07 Memompakan air laut ke penampungan Tipe Radial impeller, sentrifugal, single stage pump Jumlah 4 Kapasitas (gpm) 8.112,23 Power pompa (Hp) 29,13 Power motor (Hp) 40 Tegangan motor (Volt) 220/380 Frekuensi motor (Hz) 50 NPSH required (ft) 19,68 NPSH available (ft) 35,25 Bahan kontruksi Cast Steel Pipa : Nominal (in) 30 SN 20 UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 107 ID pipa (in) 29 4.3. Laboratorium Laboratorium merupakan bagian yang sangat penting dalam menunjang kelancaran proses produksi dan menjaga mutu produk. Sedangkan peran yang lain adalah pengendalian pencemaran lingkungan, baik udara maupun limbah cair. Laboratorium kimia merupakan sarana untuk mengadakan penelitian bahan baku, proses maupun produksi. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan dan menjaga kualitas atau mutu produksi perusahaan. Analisa yang dilakukan dalam rangka pengendalian mutu meliputi analisa bahan baku, analisa proses, dan analisa kualitas produk. Tugas laboratorium antara lain : 1. Memeriksa bahan baku yang akan digunakan dalam pabrik 2. Menganalisa dan meneliti produk yang akan dipasarkan 3. Memeriksa kadar zat-zat yang dapat menyebabkan pencemaran pada buangan pabrik Laboratorium melaksanakan kerja selam 24 jam sehari dibagi dalam kelompok kerja shift dan non shift. 1. Kelompok kerja non shift Kelompok kerja ini mempunyai tugas melakukan analisa khusus yaitu analisa yang sifatnya tidak rutin dan menyediakan reagen yang diperlukan oleh laboratorium dalam rangka membantu kelancaran pekerjaan kelompok shift. Tugas kelompok non shift : UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 108 a. Menyiapkan reagen untuk analisa laboratorium b. Menganalisa bahan baku, bahan penolong, dan hasil produksi c. Melakukan analisa bahan buangan penyebab polusi lingkungan d. Melakukan penelitian atau percobaan untuk membantu kelancaran proses produksi 2. Kelompok kerja shift Kelompok kerja ini melakukan tugas pemantauan dan analisa-analisa rutin terhadap proses produksi, dalam melaksanakan tugasnya kelompok ini menggunakan sistem bergilir yaitu kerja shift 24 jam sehari, masingmasing bekerja selama 8 jam yaitu : a. Shift I : jam 07.00 15.00 b. Shift II : jam 15.00 23.00 c. Shift III : jam 23.00 07.00 Tugas kelompok ini di laboratorium adalah melakukan analisa atau pemantauan kualitas terhadap bahan baku dan bahan penolong yang digunakan serta pemantauan selama proses berlangsung. Beberapa tugas pokok kelompok ini antara lain : a. Melakukan pemantauan terhadap performance proses produksi dengan melakukan analisa terus-menerus terhadap pencemaran lingkungan b. Melakukan pemantauan/analisa terhadap mutu air dan lain-lain yang berkaitan langsung dengan proses produksi 4.3.1. Program kerja laboratorium UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 109 Dalam upaya pengendalian mutu produk pabrik Trimetiletilena ini mengoptimalkan aktivitas laboratorium untuk pengujian mutu. 1. Analisa mutu bahan baku Analisa dilakukan terhadap bahan baku yang digunakan yaitu Hidrokarbon C5. Analisa dilakukan pada saat bahan datang dari distributor sehingga pabrik menolak bahan baku yang akan dibeli apabila hasil analisa tidak memenuhi syarat. Analisa tersebut melipuri warna, specific gravity dan range destilasi. 2. Analisa mutu produk Analisa produk meliputi kemurnian, warna, specific gravity, water content, range destilasi, dan impuritas sesuai dengan metode standart yang ada. Metode standart yang digunakan antara lain : Tabel 4.11 Analisa Mutu Produk Analisa Kemurnian Spesific gravity Water content Warna Distilasi Standart Impuritas Metode Analisa Standart ASTM D 2073/2074 ASTM D 891 ASTM D 1364 ASTM D 1209 ASTM D 1078 MA 503 3. Analisa mutu air Analisa mutu air meliputi analisa terhadap mutu air proses, air pendingin, air umpan boiler, air panas. Untuk mempermudah pelaksanaan program kerja laboratorium maka laboratorium di pabrik dibagi menjadi 3 bagian yaitu : a. Laboratorium pengamatan UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 110 Kerja dan tugas dari laboratorium ini adalah melakukan analisa secara fisika terhadap semua aliran yang berasal dari proses produksi maupun tangki serta mengeluarkan Certifikate of Quality untuk menjelaskan spesifikasi hasil pengamatan. Jadi pemeriksaan dan pengamatan dilakukan terhadap bahan baku, produk akhir dan produk samping. b. Laboratorium analitik Kerja dan tugas dari laboratorium ini adalah melakukan analisa terhadap sifatsifat dan kandungan kimiawi bahan baku, produk akhir, kadar air dan bahan kimia yang digunakan. c. Laboratorium penelitian dan pengembangan Kerja dan tugas dari laboratorium ini adalah melakukan penelitian dan pengembangan terhadap permasalahan yang berhubungan dengan kualitas material terkait dalam proses untuk meningkatkan hasil akhir. Sifat dari laboratorium ini tidak rutin dan cenderung melakukan hal-hal baru untuk keperluan pengembangan. Dalam melaksanakan tugasnya juga senantiasa melakukan penelitian terhadap kondisi lingkungan serta mengadakan pengembangan inovasi-inovasi baru. 4.3.2. Penanganan sampel Dalam menganalisa harus diperhatikan jenis sampel yang akan diambil. Untuk melakukan analisa dalam bentuk cairan, maka terlebih dahulu sampel harus didinginkan bila sampel yang dianalisa panas. Untuk cairan yang berbahaya, UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 111 pengambilan sampel dilakukan dengan alat yang dapat melindungi diri dari bahaya yang bisa ditimbulkan. 4.3.3. Prosedur analisa Laboratorium mempunyai tugas analisa terhadap proses dalam pabrik dan unit pendukung proses. 1. Proses dalam pabrik a. Metil butena masuk tangki penyimpan, analisa ini meliputi : warna, densitas, kemurnian, viskositas b. Cairan keluar Separator FG-02 c. Cairan keluar Menara Distilasi d. Produk Trimetiletilena 2. Unit pendukung proses Analisa untuk utilitas meliputi : a. Air lunak proses kapur dan air proses penjernihan, yang dianalisa ph, SiO 2, Ca sebagai CaCO 3, sulfur sebagai SO 2-4, Chlor, sebagai Cl 2, dan zat padat terlarut b. Air bebas mineral, analisis sama dengan penukar ion c. Boiler Feed Water, yang dianalisa ph, jumlah CO 2 terlarut dan kadar Fe d. Air dalam boiler, yang dianalisa ph, jumlah zat padat terlarut, kadar Fe, kadar CaCO 3, SO 3, PO 4 3-, SiO 2 e. Air minum yang dihasilkan dianalisa ph, chlor, kekeruhan UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV
digilib.uns.ac.id 112 BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN 5.1. Bentuk Perusahaan Pabrik Trimethylethylene yang akan didirikan direncanakan mempunyai : œ Bentuk : Perseroan Terbatas (PT) œ Lapangan Usaha : Industri Trimetiletilena œ Lokasi Perusahaan : Kawasan Industri Krakatau Industrial Estate Cilegon (PT. KIEC), Banten Alasan dipilihnya bentuk Perusahaan ini adalah didasarkan atas beberapa faktor, sebagai berikut : 1. Mudah untuk mendapatkan modal, yaitu dengan menjual saham perusahaan 2. Tanggung jawab pemegang saham terbatas, sehingga kelancaran produksi hanya dipegang oleh pimpinan perusahaan 3. Pemilik dan pengurus perusahaan terpisah satu sama lain, pemilik perusahaan adalah para pemegang saham dan pengurus perusahaan adalah direksi beserta stafnya yang diawasi oleh dewan komisaris 4. Kelangsungan perusahaan lebih terjamin, karena tidak berpengaruh dengan berhentinya: a. Pemegang saham b. Direksi beserta stafnya c. Karyawan perusahaan MANAJEMEN PERUSAHAAN V