EVALUASI KINERJA PADA UNIT PROSES PEMBENTUKAN DAN PEMURNIAN ETILEN GLIKOL (AREA 500) PADA PLANT 1 DI PT. POLYCHEM INDONESIA TBK. DIVISI KIMIA – MERAK
Performance Evaluation of Ethylene Glycol Forming Process and Purification Unit (Area 500) Plant-1 at PT. Polychem Indonesia Tbk. Chemical Division - Merak
TUGAS AKHIR DI SUSUN OLEH :
YUDI SAM PRATAMA
NIM. 091411031
PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG JULI 2012
EVALUASI KINERJA PADA UNIT PROSES PEMBENTUKAN DAN PEMURNIAN ETILEN GLIKOL (AREA 500) PADA PLANT 1 DI PT. POLYCHEM INDONESIA TBK. DIVISI KIMIA – MERAK
Performance Evaluation of Ethylene Glycol Forming Process and Purification Unit (Area 500) Plant-1 at PT. Polychem Indonesia Tbk. Chemical Division - Merak
TUGAS AKHIR Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan program Diploma III Teknik Kimia
Oleh
YUDI SAM PRATAMA
NIM. 091411031
PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG JULI 2012
CURRICULUM VITAE
Nama NIM TTL Alamat
: Yudi Sam Pratama : 091411031 : Serang, 26 November 1991 : Lingkungan Resik No. 89 Rt. 06 Rw.04 . Kramatwatu, Kabupaten Serang, Banten. 42161 No. HP : 08561643343 E-mail :
[email protected] Pendidikan : Tahun 1997-2003 2003-2006 2006-2009 2009-2012
Sekolah SD Negeri Kramatwatu 2 SMP Negeri 1 Kramatwatu SMA Negeri 1 Kramatwatu Politeknik Negeri Bandung
Jurusan IPA Teknik Kimia
Jika Allah menolong kamu, maka tak adalah orang yang dapat mengalahkan kamu; jika Allah membiarkan kamu (tidak memberi pertolongan), maka siapakah gerangan yang dapat menolong kamu (selain) dari Allah sesudah itu? Karena itu hendaklah kepada Allah saja orang-orang mukmin bertawakkal. ( Q.s Ali Imran : 160 )
Sebuah karya kecil yang aku persembahkan kepada orang-orang yang aku akungi
Mamah, papah, adik ku, anisa, terima kasih kepada keluargaku. Tanpa adanya mamah, papah dan dede, aa tidak punya arti dalam kehidupan ini. Terima kasih atas segala doa, materi, dukungan, dan segala keringat yang sudah mamah dan papah berikan untuk aa. Terima kasih juga untuk saudara-saudaraku; pakde, bukde, om, tante. Terima kasih untuk segala doa dan materi yang sudah diberikan. Terima kasih untuk semuanya…. Terima kasih untuk keluarga kedua ku. chemistA Family, terima kasih untuk segalanya yang tak mungkin aku tuliskan satu-persatu kenangan yang telah kita buat. Terima kasih kepada himatek angkatan 2009 khususnya dan himatek seluruh angkatan umumnya. Terima kasih telah memberikanku pengalaman hidup yang sangat berarti. Aku takkan menyia-nyiakan seluruh pengalaman itu. Terima kasih untuk anda, yang lahir tanggal 16 januari 1992. Aku memang masih belum pantas untuk anda. Tapi aku yakin, suatu hari, akan tiba waktunya ketika aku mencium keningmu saat akan shalat tanpa membatalkan wudhuku. Terima kasih…
We don’t know what kind of people we truly are, until the moment before our death. As death comes to embrace you, you realize what you are ( Itachi Uchiha )
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Illahi Rabbi karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir beserta laporannya. Judul dari Tugas Akhir ini adalah Evaluasi Kinerja pada Unit Proses Pembentukan Etilen Glikol dan Pemurniannya (Area 500) pada Plant 1 di Pt. Polychem Indonesia Tbk. Divisi Kimia – Merak. Pada saat melaksanakan Tugas Akhir maupun dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini penulis mendapatkan bimbingan dan bantuan baik secara moril maupun materil, untuk itu pada kesempatan ini penulis sampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Ir. Gatot Subiyanto, MT selaku dosen pembimbing kerja praktik 2. Bapak Hervan sebagai pembimbing lapangan 3. Bapak Ir. Dwi Nirwantoro Nur, MT selaku ketua jurusan Teknik Kimia Polban 4. Bapak Rispiandi ST, MT selaku koordinator kerja praktik jurusan Teknik Kimia Polban 5. Dewan penguji yang telah memberikan masukan pada saat Tugas Akhir ini disidangkan. 6. Para staf TU dan teknisi serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu dalam proses pelaksanaan Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk menyempurnakan laporan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis mengharapkan semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Bandung, Juli 2012
Penulis
ABSTRAK
PT. Polychem Indonesia Tbk sebagai satu-satunya pabrik penghasil etilen glikol di Indonesia mempunyai peranan penting bagi terpenuhinya kebutuhan etilen glikol di regional asia tenggara. Etilen glikol sebagian besar digunakan sebagai bahan baku pada industri plastik dan tekstil, kegunaan etilen glikol lainnya adalah sebagai bahan anti beku, tinta cetak, kosmetik, solven, cairan rem dan pada pembuatan cat. PT. Polychem Indonesia Tbk menggunakan proses hidrolisis etilen oksida tanpa menggunakan katalis pada reaksi pembuatan etilen glikol. Proses ini menghasilkan etilen glikol yang bercampur dengan air dalam jumlah banyak. Untuk mengurangi kadar air dari produk etilen glikol ini PT. Polychem Indonesia Tbk menggunakan evaporator multi dan vakum efek. Karena pentingnya proses pemurnian etilen glikol ini maka kinerja dari evaporator multi dan vakum efek harus dalam kondisi optimum. Untuk mengetahui kinerja dari evaporator maka dilakukanlah evaluasi kinerja evaporator. Perhitungan efisiensi yang dilakukan disini berdasarkan jumlah massa vapor yang dihasilkan dibandingkan dengan jumlah massa vapor teori yang dibutuhkan oleh reboiler, sehingga diketahui jika efisiensi evaporator tahap satu hingga lima dan evaporator vakum efisiensinya berturut-turut adalah 72,178 %, 85,579 %, 84,815 %, 89,433 %, 85,472 %, 105,818 %.
Kata kunci: pemurnian etilen glikol, evaporator, evaluasi kinerja
ABSTRACT
PT. Polychem Indonesia Tbk as the only producer of ethylene glycol in Indonesia has an important role to fulfill the needs of ethylene glycol in Southeast Asia. Ethylene glycol is mainly used as raw material in plastics and textile industries, The other uses of ethylene glycol is as antifreeze, printing inks, cosmetics, solvents, brake fluid and the manufacture of paints. PT. Polychem Indonesia Tbk using hydrolysis of ethylene oxide process without using a catalyst to form ethylene glycol reaction. This process produces ethylene glycol mixed with large amount of water. To reduce the moisture content of the ethylene glycol product PT. Polychem Indonesia Tbk using multi and vacuum effect evaporator. Because ethylene glycol purification is very importance process, then performance of multi and vacuum effect evaporator must be in optimum condition. To determine the performance of the evaporator, performance evaluation was performed.. Efficiency was performed based on the amount of vapor mass produced compared to the amount of vapor mass needed by the reboiler theory, so it will be known the efficiency of the evaporator stages one to five and efficiency vacuum evaporator is 72,178% , 85,579% , 84,815% , 89,433% , 85,472% , 105.818%.
keyword: purification of ethylene glycol, evaporator, performance evaluation
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL TUGAS AKHIR LEMBAR PENGESAHAN BIODATA/CURRICULUM VITAE LEMBAR PERSEMBAHAN KATA PENGANTAR...................................................................................... ABSTRAK ...................................................................................................... ABSTRACT ...................................................................................................... DAFTAR ISI ................................................................................................... DAFTAR TABEL ........................................................................................... DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................
i ii iii iv vi vii viii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................ 1.1 Latar Belakang Tugas Akhir ....................................................... 1.2 Tujuan Tugas Akhir .................................................................... 1.3 Ruang Lingkup Tugas Akhir ...................................................... 1.4 Metodologi Tugas Akhir ............................................................. 1.4.1 Tahapan Persiapan ............................................................. 1.4.2 Tahapan Pelaksanaan ......................................................... 1.5 Sistematika Penulisan ...........................................................
1 1 2 3 3 3 3 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................ 2.1 Teori Pembentukan Etilen Glikol ............................................. 2.1.1 Proses Du Font Formaldehid ............................................. 2.1.2 Proses Hidrolisis Etilen Oksida ......................................... 2.1.3 Proses Karbonasi................................................................ 2.1.4 Proses di PT Polychem Indonesia Tbk. ............................. 2.2 Teori Reaktor Aliran Sumbat.................................................... 2.3 Bahan Baku Pada Pembuatan Etilen Glikol ............................ 2.3.1 Etilen Oksida...................................................................... 2.3.2 Air ...................................................................................... 2.4 Produk di PT Polychem Indonesia Tbk .................................... 2.4.1 Monoetilen Glikol .............................................................. 2.4.2 Dietilen Glikol.................................................................... 2.4.3 Trietilen Glikol................................................................... 2.4.4 Spesifikasi Produk Di PT Polychem Indonesia Tbk .......... 2.5 Proses Pemurnian Etilen Glikol ................................................ 2.5.1 Proses Evaporasi ................................................................ 2.5.2 Proses yang Terjadi di Alat Evaporator ............................. 2.5.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Proses Evaporasi.......
6 6 6 6 7 7 8 12 12 16 17 18 20 21 22 22 23 24 25
iv
BAB III METODOLOGI TUGAS AKHIR ............................................... 3.1 Tahap Persiapan ........................................................................ 3.1.1 Studi Literatur .................................................................. 3.1.2 Pengambilan Data ............................................................ 3.2 Perhitungan ............................................................................... 3.3 Skema Pelaksanaan Tugas Akhir .............................................. 3.4 Validasi Data Berdasarkan Data Log Sheet .............................. 3.5 Penentuan Jumlah Steam Pada Evaporator Multi Efek ............. 3.6 Perhitungan Evaluasi Kinerja Alat Evaporator..........................
27 27 27 28 29 30 31 31 32
IV HASIL PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ....................... BAB 4.1 Perhitungan Neraca Massa ....................................................... 4.1.1 Neraca Massa Di Reaktor Etilen Glikol ............................ 4.1.2 Neraca Massa Di Evaporator Multi Efek Tahap Pertama . 4.1.3 Neraca Massa Di Evaporator Multi Efek Tahap Kedua .... 4.1.4 Neraca Massa Di Evaporator Multi Efek Tahap Ketiga .... 4.1.5 Neraca Massa Di Evaporator Multi Efek Tahap Keempat 4.1.6 Neraca Massa Di Evaporator Multi Efek Tahap Kelima ... 4.1.7 Neraca Massa Di Evaporator Vakum Efek ........................ 4.2 Perhitungan Neraca Energi ....................................................... 4.1.1 Neraca Massa Di Reaktor Etilen Glikol ............................ 4.1.2 Neraca Massa Di Evaporator Multi Efek Tahap Pertama . 4.1.3 Neraca Massa Di Evaporator Multi Efek Tahap Kedua .... 4.1.4 Neraca Massa Di Evaporator Multi Efek Tahap Ketiga .... 4.1.5 Neraca Massa Di Evaporator Multi Efek Tahap Keempat 4.1.6 Neraca Massa Di Evaporator Multi Efek Tahap Kelima ... 4.1.7 Neraca Massa Di Evaporator Vakum Efek ........................ 4.3 Efisiensi Alat evaporator ...........................................................
33 33 33 35 38 41 44 47 50 53 53 55 57 60 63 65 68 70
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 72 5.1 Kesimpulan ............................................................................... 72 5.2 Saran ......................................................................................... 73 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
v
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 4.5 Tabel Tabel 4.6 4.7 Tabel Tabel 4.8 Tabel 4.9 Tabel 4.10 Tabel 4.11 Tabel 4.12 Tabel 4.13 Tabel 4.14 Tabel 4.15 Tabel 4.16 Tabel 4.17 Tabel 4.18 Tabel 4.19 Tabel 4.20 Tabel 4.21 Tabel 4.22
Penurunan Viskositas Etilen Oksida Terhadap Suhu.................... 15 Sifat Dari Cairan Etilen Oksida..................................................... 15 Sifat Dari Gas Etilen Oksida ......................................................... 16 Resume Neraca Massa Reaktor Etilen Glikol ............................... 33 Resume Neraca Massa Evaporator Multi Efek Tahap Pertama .... 36 Perbandingan Umpan Dan Keluaran Evaporator Tahap Pertama. 38 Resume Neraca Massa Evaporator Multi Efek Tahap Kedua....... 39 Perbandingan Umpan Dan Keluaran Evaporator Tahap Kedua ... 40 Resume Neraca Massa Evaporator Multi Efek Tahap Ketiga ...... 42 Perbandingan Umpan Dan Keluaran Evaporator Tahap Ketiga ... 44 Resume Neraca Massa Evaporator Multi Efek Tahap Keempat... 45 Perbandingan Umpan Dan Keluaran Evaporator Tahap Keempat 47 Resume Neraca Massa Evaporator Multi Efek Tahap Kelima ..... 47 Perbandingan Umpan Dan Keluaran Evaporator Tahap Kelima .. 50 Resume Neraca Massa Evaporator Vakum Efek .......................... 51 Perbandingan Umpan Dan Keluaran Evaporator Tahap Ketiga ... 53 Resume Neraca Energi Reaktor Etilen Glikol .............................. 53 Data Panas Sensibel Reaktan ........................................................ 54 Data Panas Sensibel Produk.......................................................... 54 Resume Neraca Energi Pada Evaporator Tahap Pertama ............. 56 Resume Neraca Energi Pada Evaporator Tahap Kedua ................ 58 Resume Neraca Energi Pada Evaporator Tahap Ketiga................ 61 Resume Neraca Energi Pada Evaporator Tahap Keempat ............ 63 Resume Neraca Energi Pada Evaporator Tahap Kelima............... 65 Resume Neraca Energi Pada Evaporator Vakum.......................... 68
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 4.1 Blok Diagram Proses Di Reaktor Etilen Glikol.................................. Gambar 4.2 Blok Diagram Proses Di Evaporator Multi Efek Tahap Pertama ......... Gambar 4.3 Blok Diagram Proses Di Evaporator Multi Efek Tahap Kedua ........... Gambar 4.4 Blok Diagram Proses Di Evaporator Multi Efek Tahap Ketiga ........... Gambar 4.5 Blok Diagram Proses Di Evaporator Multi Efek Tahap Keempat........ Gambar 4.6 Blok Diagram Proses Di Evaporator Multi Efek Tahap Kelima .......... Gambar 4.7 Blok Diagram Proses Di Evaporator Vakum Efek ............................. Gambar 4.8 Blok Diagram Energi Di Reaktor Etilen Glikol .............................. Gambar 4.9 Blok Diagram Energi Di Evaporator Multi Efek Tahap Pertama......... Gambar 4.10 Blok Diagram Energi Di Evaporator Multi Efek Tahap Kedua ......... Gambar 4.11 Blok Diagram Energi Di Evaporator Multi Efek Tahap Ketiga ......... Gambar 4.12 Blok Diagram Energi Di Evaporator Multi Efek Tahap Keempat ..... Gambar 4.13 Blok Diagram Energi Di Evaporator Multi Efek Tahap Kelima ........ Gambar 4.14 Blok Diagram Energi Di Evaporator Vakum Efek ...........................
vii
33 35 38 41 44 47 50 53 55 58 60 63 65 68
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1
FLOWSHEET LENGKAP PROSES
LAMPIRAN 2
Data Perhitungan Neraca Massa A. Perhitungan neraca massa di reaktor etilen glikol B. Perhitungan neraca massa di evaporator tahap pertama C. Perhitungan neraca massa di evaporator tahap kedua D. Perhitungan neraca massa di evaporator tahap ketiga E. Perhitungan neraca massa di evaporator tahap keempat F. Perhitungan neraca massa di evaporator tahap kelima G. Perhitungan neraca massa di evaporator vakum efek
LAMPIRAN 3
Data Perhitungan Neraca Energi A. Perhitungan neraca energi di reaktor etilen glikol B. Perhitungan neraca energi di evaporator tahap pertama C. Perhitungan neraca energi di evaporator tahap kedua D. Perhitungan neraca energi di evaporator tahap ketiga E. Perhitungan neraca energi di evaporator tahap keempat F. Perhitungan neraca energi di evaporator tahap kelima G. Perhitungan neraca energi di evaporator vakum efek
LAMPIRAN 4
PERHITUNGAN EFISIENSI ALAT
LAMPIRAN 5
GAMBAR PRODUK
LAMPIRAN 6
TABEL DATA Cprata-rata , Hvrata-rata , ƛrata-rata
LAMPIRAN 7
LEMBAR BIMBINGAN DAN LEMBAR REVISI
viii
DAFTAR PUSTAKA
Anonim1. 2012. Dikutip dari http://fathih-musafir3000.blogspot.com/ di akses
tanggal 8 maret 2012
Anonim2. 2012. Dikutip dari http://www.engineeringtoolbox.com/ethylene
glycol-d_146.html diakses tanggal 17 juni 2012
Anonim3. 2012. Dikutip dari http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/sifat_senyawa_organik
diakses
tanggal 17 juni 2012
Anonim4. 2012. Dikutip dari http://en.wikipedia.org/wiki/Ethylene_oxide diakses pada tanggal 17 juni 2012
Anonim5. 2012. Dikutip dari
http://www.scribd.com/doc/76015485/makalah-
evaporasi-asli diakses pada tanggal 4 juli 2012
Anonim6. 2012. Dikutip dari http://digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-86962306030035-Chapter1.pdf diakses pada tanggal 19 juni 2012
Anonim7. 2012. Dikutip dari http://www.scribd.com/doc/63481979/Reaktoraliran-sumbat diakses pada tanggal 14 juni 2012
Anonim8. 2012. Dikutip dari http://susantoteknikmesin.blogspot.com/2010/12/evaporasi.html
diakses
pada tanggal 3 juli 2012
Anonim9. 2012. Dikutip dari http://www.scribd.com/doc/76015485/makalahevaporasi-asli diakses pada tanggal 3 juli 2012
Anonim10. 1995. Process Design Volume. EO/EG Plant I – Debottlenecking & Expansion for P.T. Yasa Ganesha Pura. Merak, Indonesia. New Jersey:
Scientific Design Company, Inc.
Ahib assadam, dkk. 2012. Resume Teknik Pengolahan Pangan Dan Hasil Pertanian. Jember : Universitas Jember
Febriana, Lady marissa. 2009. Pembuatan Etilen Glikol Dari Etilen Oksida Dengan Proses Karbonasi Dengan Kapasitas 70.000 Ton/Tahun. Medan :
Universitas Sumatera Utara
Kawabe, Kazuki, Kazuhiko Murata dan Toshiyui Furuya. 1998. Ethylene Glycol Process. USA : PatentStaorm57636961
McKetta, JJ dan W. Cunningham. 1984. Encyclopedia of Chemical Processing and Design. Volume 21. New York : Marcel Dekker Inc
Pratama, Yudi Sam. 2012. LAPORAN KERJA PRAKTIK di PT. POLYCHEM INDONESIA TBK. DIVISI KIMIA, UTILITY - 2 & PROCESS EO/EG - 1 PROCESS DEPARTMENT BOJONEGARA – MERAK. Bandung : Politeknik Negeri Bandung
Reklaitis, G.V. 1983. Introduction to Material and Energy Balances. Canada : John Wiley and Sons, Inc.
