TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK AMIL ASETAT DARI AMIL ALKOHOL DAN ASAM ASETAT KAPASITAS 40.000 TON/TAHUN Oleh: KHOIRU NISA D500 080 029 Dosen Pembimbing: 1. Ir. HARYANTO AR., MS. 2. KUN HARISMAH., Ph.D. JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA SURAKARTA 2013 i
ii
iii
MOTTO Jadilah seperti karang di lautan yang kuat dihantam ombak dan kerjakanlah hal yang bermanfaat untuk diri sendiri dan orang lain, karena hidup hanyalah sekali. Ingat hanya pada Allah apapun dan di manapun kita berada kepada Dia-lah tempat meminta dan memohon Tidak ada masalah yang tidak bisa diselesaikan selama ada komitmen bersama untuk menyelesaikannya Rasa takut hanya akan membuatmu lemah dan kehilangan kepercayaan diri, hadapilah rasa takut itu dan teruslah melangkah (Mario Teguh) Tuhan mungkin tidak pernah mengabulkan doa kita, tapi Tuhan memberi kita petunjuk dan jalan untuk mendapatkannya (Jhon Savique Capone) Kesalahan lebih berharga dari pada takut pada kesalahan dan tidak melakukan apapun (Mario Teguh) Kabar buruknya, hidup tak akan pernah sempurna, kabar baiknya kamu tidak perlu hidup yang sempurna untuk menikmatinya Kadang kita terjatuh hanya supaya bisa lebih kuat untuk bangkit dan melompat lebih tinggi, percayalah pada rencana Tuhan (Mario Teguh) Optimis, karena hidup terus mengalir dan kehidupan terus berputar iv
PERSEMBAHAN, Allah SWT, segala puji syukur kupanjatkan hanya kepada-mu. Atas segala rahmat dan nikmat menjadi hamba-mu. Semoga kami selalu terjaga dalam ridho-mu, Junjungan kami Nabi Muhammad SAW dan para sahabatnya, untuk suritauladan yang begitu mulia bagi kami... Ayah dan Ibu, terima kasih untuk seluruh curahan kasih sayang, dukungan dan kepercayaanmu selama ini. Untuk perjuangan panjangnya & tangggungjawab yang begitu besar. Kalian segalanya bagiku., pemotivasi terbaik dalam hidupku, yang selalu menyelipkan namaku dalam setiap doa dan pengharapan.. Ayah dan ibu tercinta, semoga tetesan butir-butir keringatmu terwujud sebagai keberhasilan dan kebahagiaanku... Untuk keluargaku, Kakakku Eli, adiku Riska, serta keponakanku Shadan dan Rafif, nenekku tercinta kalianlah senyum dalam perjuanganku. Karena kalianlah aku bisa bertahan dan berusaha menjadi yang terbaik... Nela Faridatul, partner Kerja Praktek maupun Tugas Akhir, terima kasih atas kerja sama dan kesabaranmu dalam setiap kesulitan, serta segala bantuanmu dalam mengerjakan Tugas Akhir ini hingga selesai.. Untuk sahabat-sahabatku Teknik kimia, khususnya angkatan 2008, aku sayang kalian semua, kalian adalah sahabat terbaikku. Buat semua pihak yang telah membantu, terima kasih atas bantuannya, maafkan tidak dapat disebutkan satu per satu... Semoga kita bisa menatap masa depan bersama yang lebih cerah dan selalu mendapat ridho-nya. v
KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Wr. Wb Segala puji syukur penulis panjatkan hanya bagi Allah SWT, Pemelihara seluruh alam raya, yang atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-nya, penulis mampu menyelesiakan tugas akhir dengan judul Prarancangan Pabrik Amil Asetat dari Asam Asetat dan Amil alkohol Kapasitas 40.000 Ton per Tahun. Tugas akhir ini dikerjakan demi memenuhi salah satu syarat guna memperoleh gelar sarjana Teknik di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Terselesaikannya tugas akhir ini tentunya tak lepas dari dorongan dan uluran tangan berbagai pihak. Oleh karena itu, tak salah kiranya bila penulis mengungkapkan rasa terima kasih dan penghargaan kepada: 1. Ayah dan ibu yang selalu memberikan motivasi 2. Bapak Rois Fatoni, S.T, Msc, Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta 3. Bapak Ir. Haryanto, M.S, selaku dosen pembimbing I 4. Ibu Kun Harismah, Ph.D. selaku dosen pembimbing II 5. Seluruh dosen dan staf Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta. 6. Teman-teman Teknik kimia UMS angkatan 2008 Penulis menyadari adanya keterbatasan dalam penyusunan laporan ini. Besar harapan penulis akan adanya saran dan kritik yang membangun guna kesempurnaan laporan ini. Penyusun berharap semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak yang membaca. Wassalamu alaikum Wr. Wb Surakarta, April 2013 Penulis vi
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL...... i HALAMAN PENGESAHAN......ii PERNYATAAN......... iii MOTTO......iv PERSEMBAHAN......v KATA PENGANTAR......vi DAFTAR ISI......vii DAFTAR GAMBAR......x DAFTAR TABEL......xi INTI SARI... xiii BAB I PENDAHULUAN.........1 1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik......1 1.2. Kapasitas Pabrik......2 1.3. Pemilihan Lokasi Pabrik......4 1.4. Tinjauan Pustaka......7 1.4.1. Proses sintesa amil asetat......7 1.4.2. Kegunaan produk......9 1.4.3. Sifat fisis dan kimia bahan baku dan produk......10 1.5. Tinjauan Proses secara Umum......13 BAB II DISKRIPSI PROSES..... 15 2.1. Spesifikasi Bahan......15 2.1.1. Spesifikasi bahan baku......15 2.1.2. Spesifikasi bahan pembantu......15 2.2. Spesifikasi Produk......15 2.3. Konsep Proses......16 2.3.1. Dasar reaksi......16 vii
2.3.2. Tinjauan kinetika......17 2.3.3. Tinjauan termodinamika......18 2.4. Diagram Alir Proses......19 2.5. Langkah Proses......22 2.5.1. Tahap penyiapan bahan baku......22 2.5.2. Tahap reaksi esterifikasi......22 2.5.3. Tahap pemisahan hasil dan pemurnian......22 2.6. Neraca Massa dan Neraca Panas......23 2.6.1. Neraca massa......23 2.6.2. Neraca panas......27 2.7. Lay out Pabrik dan Tata Letak Pabrik......32 2.7.1. Lay out pabrik......32 2.7.2. Tata letak pabrik......34 2.7.3. Tata letak alat proses......37 BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES......39 BAB IV UNIT UTILITAS DAN LABORATORUM......61 4.1. Unit Pendukung Proses......61 4.1.1. Unit penyediaan air yang diperlukan......62 4.1.2. Unit penyediaan steam......79 4.1.3. Unit penyediaan listrik......80 4.1.4. Unit penyedia bahan bakar......83 4.1.5. Unit penyedia udara tekan......84 4.2. Unit Pengolahan Limbah......86 4.2.1. Bahan buangan ciar......86 4.2.2. Bahan buangan padatan......88 4.2.3. Bahan buangan gas......88 4.3. Unit Laboratorium......88 4.3.1. Memeriksa bahan baku yang akan dan menganalisa produk......89 4.3.2. Memeriksa kadar zat- zat yang dapat menyebabkan pencemaran...90 viii
4.3.3. Menganalisa kelayakan limbah......90 4.4. Keselamatan dan Kesehatan Kerja......90 BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN......92 5.1. Bentuk Perusahaan......93 5.2. Struktur Organisasi......93 5.3 Ketenagakerjaan......96 5.3.1. Jam kerja......96 5.3.2. karyawan......97 5.4 Perincian Tugas dan Keahlian......98 5.4.1. Pembagian jabatan......98 5.4.2. Perincian jumlah karyawan......99 5.4.3. Sistem gaji pegawai......101 5.5 Kesejahteraan Sosial Karyawan......101 5.6 Manajemen Produksi......102 5.6.1. Perencanaan produksi......102 5.6.2. Pengendalian produksi......104 BAB VI ANALISIS EKONOMI......105 6.1. Fixed Capital Invesment......111 6.2. Working Capital......112 6.3.Manufacturing Cost......112 6.4. General Expanse......113 6.5. Analisa Ekonomi......113 BAB VII KESIMPULAN......120 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Grafik Impor Amil Asetat Tahun 2007-2017... 3 Gambar 1.2 Peta Kota Karanganyar... 7 Gambar 2.1 Diagram Alir Proses Kualitatif... 20 Gambar 2.2 Diagram Alir Kroses Kuantitatif... 21 Gambar 2.3 Arus Neraca Massa... 23 Gambar 2.4 Arus Neraca Panas... 27 Gambar 2.5 Tata Letak Bangunan Pabrik... 36 Gambar 2.6 Tata Letak Alat Proses... 38 Gambar 4.1 Diagram Alir Proses Pengolahan Air... 72 Gambar 4.2 Skema IPAL... 87 Gambar 5.1 Bagan Struktur Organisasi Perusahaan... 95 Gambar 6.1 Grafik Hubungan Tahun dengan Cost Index... 107 Gambar 6.2 Grafik Ananlisa Ekonomi... 118 Gambar 6.3 Grafik Cash Flow... 119 x
DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Impor Amil Asetat di Indonesia Tahun 2007-2011... 2 Tabel 1.2 Perkiraan Kebutuhan Amil Asetat di Indonesia Tahun 2012-2017... 3 Tabel 1.3 Kapasitas Pabrik Amil Asetat dari Luar Negeri... 4 Tabel 2.1 Arus Neraca Massa Overall... 24 Tabel 2.2 Neraca Massa Reaktor... 24 Tabel 2.3 Neraca Massa Rectifier... 25 Tabel 2.4 Neraca Massa Stripper... 25 Tabel 2.5 Neraca Massa Menara Distilasi... 26 Tabel 2.6 Neraca Massa Total... 26 Tabel 2.7 Neraca Panas Reaktor... 28 Tabel 2.8 Neraca Panas Rectifier... 28 Tabel 2.9 Neraca Panas Stripper... 29 Tabel 2.10 Neraca Panas Menara Distilasi... 29 Tabel 2.11 Neraca Panas Heater 1... 30 Tabel 2.12 Neraca Panas Heater 2... 30 Tabel 2.13 Neraca Panas Cooler 1... 31 Tabel 2.14 Neraca Panas Cooler 2... 31 Tabel 2.15 Neraca Panas Cooler 3... 32 Tabel 2.16 Perincian Luas Tanah Bangunan Pabrik... 35 Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin... 65 Tabel 4.2 Kebutuhan Air untuk Steam... 66 xi
Tabel 4.3 Kebutuhan Listrik untuk Proses... 81 Tabel 4.4 Kebutuhan Listrik untuk Utilitas... 82 Tabel 5.1 Jadwal Hari dan Jam Kerja Karyawan Shift... 97 Tabel 5.2 Perincian Jumlah Karyawan dan Gaji... 100 Tabel 6.1 Index Harga Tahun 1993-2007... 106 Tabel 6.2 Total Fixed Capital Invesment... 111 Tabel 6.3 Working Capital... 112 Tabel 6.4 Manufacturing Cost... 112 Tabel 6.5 General Expenses... 113 Tabel 6.6 Fixed Cost... 115 Tabel 6.7 Variable Cost... 115 Tabel 6.8 Regulated Cost... 116 Tabel 7.1 Hasil Analisa Kelayakan Ekonomi... 120 xii
INTISARI Indonesia sebagai negara berkembang, saat ini masih mengandalkan impor bahan industri kimia untuk memenuhi kebutuhan proses produksi perusahaanperusahaan kimia dalam negeri. Dewasa ini kemajuan teknologi khususnya di bidang industri kimia sedang mengalami peningkatan yang signifikan. Industri ini mengolah bahan mentah menjadi bahan setengah jadi maupun bahan jadi yang siap untuk dipasarkan. Permintaan pasar terhadap kebutuhan bahan-bahan kimia semakin meningkat sehingga pembangunan industri kimia perlu ditumbuh kembangkan. Amil asetat dibuat melalui proses esterifikasi dari asam asetat dan amil alkohol dipanaskan dengan Heat Exchanger sampai suhu 110 C selanjutnya dimasukkan ke dalam reaktor untuk direaksikan dengan menggunakan katalis Amberlyst 15. Proses yang terjadi di dalam berlangsung pada suhu 110 C dan tekanan 1 atm dengan konversi 85%. Hasil samping yang terbentuk yaitu air langsung bisa diambil karena kondisi operasi pada suhu 110 C memungkinkan untuk menguapkan air yang terbentuk. Dari hasil analisis ekonomi diperoleh hasil yaitu Percent Return On Investment (ROI) sebelum pajak sebesar 49,12% dan setelah pajak sebesar 34,38%. Pay Out Time (POT) sebelum pajak sebesar 1,69 tahun sedangkan setelah pajak sebesar 2,25 tahun. Break Even Point (BEP) sebesar 43,87%, dan Shut Down Point (SDP) sebesar 26,88%. Discounted Cash Flow (DCF) sebesar 35,99 %. Berdasarkan data di atas maka pabrik amil asetat dari asam asetat dan amil alkohol ini layak untuk didirikan. Kata kunci : amil asetat, esterifikasi, RATB xiii