PRARANCANGAN PABRIK KIMIA PARAXYLENA DARI DISPROPORSIONASI TOLUENA KAPASITAS 350.000 TON/TAHUN
SKRIPSI
Disusun Oleh :
Sri Kurnia Nur Rejeki
( 121060031 )
PRODI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA 2011
i
PRARANCANGAN PABRIK KIMIA PARAXILENA DARI DISPROPORSIONASI TOLUENA KAPASITAS 350.000 TON/TAHUN
SKRIPSI
Diajukan Kepada Prodi Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta Untuk melengkapi syarat-syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik Kimia
Disusun Oleh :
SRI KURNIA NUR REJEKI No. Mhs. 121060031
PRODI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA 2011
ii
PRARANCANGAN PABRIK KIMIA PARAXILENA DARI DISPROPORSIONASI TOLUENA KAPASITAS 350.000 TON/TAHUN
SKRIPSI
Disusun Oleh :
SRI KURNIA NUR REJEKI No. Mhs. 121060031
Yogyakarta, Desember 2011 Disetujui untuk Prodi Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Dr. Ir. Ramli Sitanggang, MT
Hj. Ir. Faizah Hadi, MT
iii Ir. Yusuf Izidin, MT
Dra. Sri Wahyu Murni, MT
KATA PENGANTAR Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Pra Rancangan Pabrik Paraxilena dari Disproporsionasi Toluena dengan kapasitas 350.000 Ton/Tahun”. Tugas Akhir ini diajukan sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana pada Prodi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta. Dengan selesainya Tugas Akhir ini, penyusun mengucapkan terimakasih kepada : 1. Bapak Dr. Ir. Ramli Sitanggang, MT, selaku pembimbing I dan Ibu Hj. Ir. Faizah Hadi, MT, selaku pembimbing II yang telah membimbing dan memberikan saran hingga tugas akhir ini selesai. 2. Semua Dosen dan Staf Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta. 3. Kedua orang tua atas segala doa dan dukungan baik moril maupun materil. 4. Semua pihak yang telah banyak membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. Akhir kata penyusun berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penyusun pada khususnya dan para pembaca pada umumnya.
Yogyakarta, Desember 2011
Penyusun
iv
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................. i HALAMAN PENGAJUAN .................................................................................. ii HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iii KATA PENGANTAR ............................................................................................ iv DAFTAR ISI .......................................................................................................... v INTISARI ............................................................................................................... vi I.
PENDAHULUAN ........................................................................................ A. Latar Belakang .......................................................................................... B. Lokasi Pabrik .......................................................................................... C. Tinjauan Pustaka ....................................................................................... D. Pemilihan Proses ....................................................................................... E.. Kapasitas Rancangan ................................................................................
1 1 1 4 7 8
II.
PROSES PRODUKSI .................................................................................... A. Proses Pendahuluan .................................................................................. B. Proses Pembuatan dan pemurnian Hasil ................................................... C. Spesifikasi Alat .........................................................................................
10 10 13 15
III. NERACA MASSA DAN NERACA PANAS ............................................... 45 A. Neraca Massa ............................................................................................ 45 B. Neraca Panas ............................................................................................. 48 III.
UTILITAS .................................................................................................... A. KebutuhanAir ............................................................................................. B. Penyediaan Steam ....................................................................................... C. Penyediaan Listrik....................................................................................... G. Kebutuhan Bahan Bakar .............................................................................
52 52 53 53 53
IV.
MANAJEMEN PERUSAHAAN ................................................................ A. Bentuk Badan Usaha .................................................................................. B. Struktur Organisasi ..................................................................................... C. Evaluasi Ekonomi .......................................................................................
54 54 54 57
V. KESIMPULAN .............................................................................................. 60 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
v
INTISARI Pabrik Paraxilena ini dirancang dengan kapasitas 350.000 ton/tahun, menggunakan bahan baku Toluena yang diperoleh dari PT PERTAMINA UP VI Cilacap. Berdasarkan pada aspek ketersediaan bahan baku, pabrik akan didirikan di Kawasan Industri Cilacap, Jawa Tengah. Paraxilena dari Toluena dibuat dengan reaksi disproporsianasi yaitu reaksi yang merubah senyawa hidrokarbon aromatik menjadi senyawa hidrokarbon aromatik lainnya yang mana produk memiliki berat molekul yang berbeda dari umpan. Reaksi terjadi di dalam Reaktor Fixbed Multitube (R) pada suhu 350 oC dan tekanan 20 atm. Reaksi berlangsung secara isothermal dengan katalis zeolit (ZSM-05). Pada reaksi ini juga ditambahkan sejumlah hidrogen untuk mengurangi terbentuknya deposit coke. Reaksi ini memiliki konversi 40%. Hasil yang keluar dari Reaktor kemudian dimasukan Condensor Partial untuk dikondensasikan kemudian hasilnya dipisahkan di dalam Separator
(SP) . Hasil atas Separator (SP) berupa gas tak terkondensasi di purging sedangkan hasil bawah SP kemudian diumpankan ke dalam Menara Destilasi-1 (MD2-01). Hasil atas MD2-01 berupa Benzena dengan kemurnian 99,5% dipompakan ke dalam Tangki Produk (T3-01), dan hasil bawah MD2-01 dimurnikan ke dalam MD2-02. Hasil atas MD2-02 direcycle untuk direaksikan kembali dan hasil bawah MD2-02 berupa paraxilena dengan kemurnian 97,5 % dipompakan ke dalam T3-02. Dari hasil perhitungan, bahan baku Toluena yang dibutuhkan sebesar 90348,72 kg/jam, serta hidrogen make-up sebesar 1817,19 kg/jam. Untuk menunjang proses produksi dan keberlangsungan pabrik, maka dibutuhkan unit penunjang untuk menghasilkan steam, air pendingin, air rumah tangga, sanitasi, dan lain sebagainya. Utilitas pabrik membutuhan air make up sebesar 40927,97 kg/jam yang diambil dari Sungai Donan dan untuk kebutuhan listrik sebesar 1049,19 kwatt dipenuhi oleh PLN dengan cadangan generator berkekuatan 1300 kwatt. Perusahaan berbadan hukum Perseroan Terbatas (PT), dengan jumlah karyawan 284 orang. Dari analisis ekonomi pabrik ini memerlukan modal tetap sebesar US $. 755,718,715,694 ditambah Rp. 147.553.818 dan modal kerja sebesar US $.115,625,065,349 ditambah Rp. 330.051.421 . Keuntungan per tahun sebelum pajak sebesar Rp. 730.541.963.031, keuntungan per tahun sesudah pajak sebesar Rp. 365.270.981.516, Return of Investment (ROI) sebelum pajak 34,81 %, setelah pajak 17,41 %, Pay Out Time (POT) sebelum pajak 2,23 tahun dan setelah pajak 3,65 tahun, Shut Down Point (SDP) 20,84 % dan Break Even Point (BEP) 41,13 %, dengan Discounted Cash Flow rate (DCFR) 31,34 %. Berdasar analisis ekonomi di atas, pendirian pabrik Paraylene dari Toluene dengan kapasitas 350.000 ton/tahun ini cukup menarik untuk dikaji dan dipertimbangkan lebih lanjut.
vi
