perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
TUGAS AKHIR PRARANCANGAN PABRIK METIL KLORIDA DARI METANA DAN KLORIN DENGAN PROSES THERMAL CHLORINATION KAPASITAS 42.500 TON/TAHUN
Disusun Oleh : Hayyu Henfiana
I 0507041
Mochammad Agung Indra Iswara I 0507068
PROGRAM STUDI S1 REGULER TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kepada Allah SWT, hanya karena rahmat dan ridho-Nya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 ton/tahun ini. Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan baik berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan, doa, materi dan semangat yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah. 2. Enny Kriswiyanti A., S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I dan Ir. Muljadi, M.Si selaku Dosen Pembimbing II atas bimbingan dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir. 3. Ir. Endah Retno D., M.T. dan Y.C. Danarto S.T., M.T. selaku Dosen Penguji dalam ujian pendadaran tugas akhir. 4. Ir. Paryanto M.S. dan Bregas Siswahyono T.S., S.T., M.T. selaku Pembimbing Akademik. 5. Dr. Sunu H. Pranolo selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FT UNS. 6. Segenap Civitas Akademika atas semua bantuannya. 7. Teman-teman mahasiswa Teknik Kimia FT UNS khususnya Angkatan 2007. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini belum sempurna. Oleh karena itu, penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca sekalian. Surakarta,
Januari 2012
Penulis
commit to user ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman Judul ...............................................................................................
i
Kata Pengantar ................................................................................................
ii
Daftar Isi ........................................................................................................
iii
Daftar Tabel ...................................................................................................
ix
Daftar Gambar ............................................................................................... xii Intisari ........................................................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN I.1
Latar Belakang Pendirian Pabrik ..............................................
1
I.2
Penentuan Kapasitas Produksi .................................................
3
I.2.1
Kebutuhan Metil Klorida .............................................
3
I.2.2
Ketersediaan Bahan Baku .............................................
4
I.2.3
Kapasitas Rancang Minimum ......................................
5
I.3
Pemilihan Lokasi Pabrik ..........................................................
5
I.4
Tinjauan Pustaka .....................................................................
7
I.4.1
Macam-macam Proses Pembuatan Metil Klorida .........
7
I.4.2
Kegunaan Produk .........................................................
10
I.4.3
Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk .............
10
1.4.3.1 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku ...................
10
1.4.3.2 Sifat Fisis dan Kimia Produk ............................
12
Tinjauan Proses secara umum ......................................
16
I.4.4
commit to user iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB II DESKRIPSI PROSES II.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ........................................
18
II.1.1 Spesifikasi Bahan Baku ...............................................
18
II.1.2 Spesifikasi Produk .......................................................
19
II.2 Konsep Proses .........................................................................
21
II.2.1 Dasar Reaksi ................................................................
21
II.2.2 Mekanisme Reaksi ........................................................
22
II.2.3 Kondisi Operasi ...........................................................
23
II.2.4 Tinjauan Kinetika ........................................................
24
II.2.5 Tinjauan Termodinamika ............................................. 25 II.3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses ................................
27
II.3.1 Diagram Alir Proses .....................................................
27
II.3.2 Uraian Proses ...............................................................
31
II.3.2.1 Penyiapan Bahan Baku ....................................
31
II.3.2.2 Reaksi Pembentukan Metil Klorida .................
32
II.3.2.3 Tahap Pemurnian Produk.................................
32
II.4 Neraca Massa dan Neraca Panas ..............................................
35
II.4.1 Neraca Massa Total .....................................................
35
II.4.2 Neraca Massa Alat ....................................................... 36 II.4.3 Neraca Panas Total ......................................................
40
II.4.4 Neraca Panas Alat ........................................................
41
II.5 Tata Letak Pabrik dan Peralatan Proses ....................................
44
II.5.1 Tata Letak Pabrik ..........................................................
44
commit to user iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
II.5.2 Tata Letak Peralatan Proses ..........................................
47
BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES III.1 Tangki Penyimpanan Bahan Baku .............................................
49
III.2 Tangki Penyimpanan Produk ......................................................
50
III.3 Reaktor ......................................................................................
53
III.4 Absorber .....................................................................................
54
III.5 Neutralizer .................................................................................
55
III.6 Separator ...................................................................................
56
III.7 Menara Destilasi .........................................................................
58
III.8 Kondensor ..................................................................................
59
III.9 Reboiler ......................................................................................
62
III.10 Akumulator ...............................................................................
65
III.11 Penukar Panas ............................................................................
66
III.12 Pompa .......................................................................................
70
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM IV.1 Unit Pendukung Proses ...........................................................
74
IV.1.1 Unit Pengadaan Air dan Pendingin Reaktor .................
75
IV.1.1.1 Air Pendingin .................................................
75
IV.1.1.2 Air Proses ......................................................
77
IV.1.1.3 Air Konsumsi dan Sanitasi .............................
78
IV.1.1.4 Air Umpan Boiler ............................................
79
IV.1.1.5 Pendingin Reaktor ...........................................
84
IV.1.2 Unit Pengadaan Udara Tekan .......................................
85
commit to user v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
IV.1.3 Unit Pengadaan Steam .................................................
85
IV.1.4 Unit Pengadaan Listrik .................................................
88
IV.1.4.1 Listrik untuk keperluan proses dan utilitas ......
88
IV.1.4.2 Listrik untuk penerangan ................................
90
IV.1.4.3 Listrik untuk AC ............................................
92
IV.1.4.4 Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi..
92
IV.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar .......................................
93
IV.1.6 Unit Pengolah Limbah ...................................................
94
IV.1.7 Unit Refrigerasi ................................................... ......... 97 IV.2 Laboratorium ..........................................................................
97
IV.2.1 Laboratorium Fisik dan Analitik ................................
99
IV.2.2 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan ..............
99
IV.2.3 Prosedur Analisa Bahan Baku dan Produk Utama
.... 99
IV.2.4 Prosedur Analisa Proses dan Produk Samping ............ 100 IV.2.5 Prosedur Analisa Air .................................................. 101 IV.3 Kesehatan dan Keselamatan Kerja ........................................... 102 BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN V.1 Bentuk Perusahaan .................................................................. 103 V.2 Struktur Organisasi .................................................................. 104 V.3 Tugas dan Wewenang ............................................................. 109 V.3.1 Pemegang Saham ........................................................ 109 V.3.2 Dewan Komisaris ......................................................... 109 V.3.3 Dewan Direksi ............................................................. 110
commit to user vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
V.3.4 Staf Ahli ...................................................................... 111 V.3.5 Kepala Bagian .............................................................. 111 V.3.6 Kepala Seksi ................................................................. 115 V.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ............................................. 115 V.4.1 Karyawan Non Shift ..................................................... 116 V.4.2 Karyawan Shift ............................................................. 116 V.5 Status Karyawan dan Sistem Upah .......................................... 118 V.5.1 Karyawan Tetap ........................................................... 118 V.5.2 Karyawan Harian .......................................................... 118 V.5.3 Karyawan Borongan ..................................................... 118 V.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ................. 118 V.6.1 Penggolongan Jabatan .................................................. 118 V.6.2 Jumlah Karyawan dan Gaji .......................................... 119 V.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan ............................................... 120 BAB VI ANALISA EKONOMI VI.1 Penaksiran Harga Peralatan ..................................................... 123 VI.2 Penentuan Total Capital Investment (TCI) .............................. 125 VI.2.1 Modal Tetap (Fixed Capital Investment) ....................... 127 VI.2.2 Modal Kerja (Working Capital Investment) .................. 128 VI.3 Biaya Produksi Total (Total Poduction Cost) .......................... 129 VI.3.1 Manufacturing Cost ..................................................... 129 VI.3.1.1 Direct Manufacturing Cost (DMC) .............. 129 VI.3.1.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC) .............. 129
commit to user vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
VI.3.1.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC) ................ 130 VI.3.2 General Expense (GE) ................................................ 130 VI.4 Keuntungan Produksi ............................................................... 131 VI.5 Analisa Kelayakan ................................................................... 131 Daftar Pustaka ................................................................................................ xiv Lampiran
commit to user viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel I.1
Data Impor Metil Klorida Dalam Negeri ......................................
3
Tabel I.2
Data Produsen Metil Klorida di Amerika Serikat .........................
5
Tabel II.1 Harga Gfo masing-masing komponen ..........................................
25
Tabel II.2 Harga Hfo masing-masing komponen ..........................................
26
Tabel II.3 Neraca Massa Total ....................................................................
35
Tabel II.4 Neraca Massa di TEE 1 ................................................................
36
Tabel II.5 Neraca Massa di TEE 2 ................................................................
36
Tabel II.6 Neraca Massa Reaktor .................................................................
37
Tabel II.7 Neraca Massa Absorber ...............................................................
37
Tabel II.8 Neraca Massa Neutralizer ............................................................
38
Tabel II.9 Neraca Massa Separator 2 ............................................................
38
Tabel II.10 Neraca Massa Arus Purging .........................................................
39
Tabel II.11 Neraca Massa Menara Distilasi 1 (MD-01) ...................................
39
Tabel II.12 Neraca Massa Menara Distilasi 2 (MD-02) ...................................
39
Tabel II.13 Neraca Massa Menara Distilasi 3 (MD-03) ...................................
40
Tabel II.14 Neraca Panas Total ......................................................................
40
Tabel II.15 Neraca Panas di TEE 1 .................................................................
41
Tabel II.16 Neraca Panas Reaktor ...................................................................
41
Tabel II.17 Neraca Panas Absorber .................................................................
41
Tabel II.18 Neraca Panas Neutralizer ..............................................................
42
Tabel II.19 Neraca Panas Separator 2 .............................................................
42
commitixto user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Tabel II.20 Neraca Panas Menara Distilasi 1 (MD-01) ....................................
42
Tabel II.21 Neraca Panas Menara Destilasi 2 (MD-02) ...................................
43
Tabel II.22 Neraca Panas Menara Destilasi 3 (MD-03) ...................................
43
Tabel II.23 Neraca Panas Separator 1 (SP-01) ...............................................
43
Tabel III.1 Spesifikasi Tangki Penyimpan Bahan Baku ................................
49
Tabel III.2 Spesifikasi Tangki Penyimpan Produk .........................................
50
Tabel III.3 Spesifikasi Reaktor ......................................................................
53
Tabel III.4 Spesifikasi Absorber ....................................................................
54
Tabel III.5 Spesifikasi Neutralizer .................................................................
55
Tabel III.6 Spesifikasi Separator 1 .................................................................
56
Tabel III.7 Spesifikasi Separator 2 .................................................................
57
Tabel III.8 Spesifikasi Menara Distilasi .........................................................
58
Tabel III.9 Spesifikasi Kondensor .................................................................
59
Tabel III.10 Spesifikasi Reboiler ................................................................... 62 Tabel III.11 Spesifikasi Akumulator ...............................................................
65
Tabel III.12 Spesifikasi Penukar Panas ...........................................................
66
Tabel III.13 Spesifikasi Pompa
................................................................. 70
Tabel IV.1 Kebutuhan air pendingin ..............................................................
76
Tabel IV.2 Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi ..................................
78
Tabel IV.3 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas ....................
89
Tabel IV.4 Jumlah Lumen berdasarkan luas bangunan ....................................
90
Tabel IV.5 Total kebutuhan listrik pabrik .......................................................
92
Tabel V.1 Jadwal pembagian kelompok shift ................................................ 117
commitx to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Tabel V.2 Perincian Jumlah Karyawan dan Gaji dalam Rupiah ..................... 119 Tabel VI.1 Indeks Harga Alat ........................................................................ 124 Tabel VI.2 Modal Tetap ................................................................................ 127 Tabel VI.3 Modal Kerja ................................................................................. 128 Tabel VI.4 Direct Manufacturing Cost .......................................................... 129 Tabel VI.5 Indirect Manufacturing Cost ........................................................ 129 Tabel VI.6 Fixed Manufacturing Cost ........................................................... 130 Tabel VI.7 General Expense .......................................................................... 130 Tabel VI.8 Analisa Kelayakan ....................................................................... 133
commitxito user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar I.1
Grafik Data Impor Metil Klorida ............................................
4
Gambar I.2
Lokasi Pendirian Pabrik Metil Klorida ......................................
7
Gambar II.1
Grafik Konstanta Kecepatan Reaksi Klorinasi Metana .............
24
Gambar II.2
Diagram Alir Kualitatif ............................................................
28
Gambar II.3
Diagram Alir Kuantitatif .........................................................
29
Gambar II.4
Diagram Alir Proses ................................................................
30
Gambar II.5
Tata Letak Pabrik .....................................................................
46
Gambar II.6
Tata Letak Peralatan Proses .....................................................
48
Gambar IV.1 Skema Pengolahan Air Tanah ..................................................
84
Gambar IV.2 Skema Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) ......................
95
Gambar V.1 Struktur Organisasi Pabrik Metil Klorida ................................. 108 Gambar VI.1 Chemical Engineering Cost Index ........................................... 124 Gambar VI.2 Grafik Analisis Kelayakan ....................................................... 134
commit to user xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
INTISARI Hayyu Henfiana dan Mochammad Agung Indra Iswara, 2012, Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin Kapasitas dengan Proses Thermal Chlorination 42.500 Ton/Tahun, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta Metil klorida banyak digunakan sebagai bahan intermediate untuk produksi fluida silikon, elastomer, dan resin. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan luar negeri, maka dirancang pabrik metil klorida berkapasitas 42.500 ton/tahun dengan bahan baku metana 72.412,82 ton/tahun dan klorin 187.216,80 ton/tahun. Selain itu dihasilkan produk samping berupa metilen klorida sebesar 47.337,69 ton/tahun, kloroform sebesar 14.903,86 ton/tahun, karbon tetraklorida sebesar 11.264,94 ton/tahun dan asam klorida sebesar 278.633,34 ton/tahun. Dengan memerhatikan beberapa faktor, seperti aspek penyediaan bahan baku, transportasi, tenaga kerja, pemasaran, dan utilitas, maka lokasi pabrik yang cukup strategis adalah di Kawasan Industri Bontang, Kalimantan Timur. Reaksi pembuatan metil klorida dilakukan dengan mereaksikan metana dan klorin dalam Reaktor Alir Pipa (RAP) Multitube pada suhu 2750C-4500C dan tekanan 3 atm. Panas yang timbul dari reaksi diambil dengan Dowtherm A yang dialirkan di shell reaktor. Produk gas keluar reaktor masuk ke absorber untuk mengurangi kandungan asam klorida. Produk absorber berupa asam klorida 35% berat dijual sebagai produk samping dan produk atas masuk neutralizer untuk menghilangkan sisa HCl dengan mereaksikan dengan NaOH membentuk NaCl yang dijual sebagai produk samping. Hasil atas neutralizer masuk separator 2 untuk memisahkan metana dan klorometan. Metana direcycle ke reaktor dan klorometan dipisahkan dengan menara destilasi. Gas hasil atas Menara Destilasi 1 yaitu metil klorida 99,98% berat sebagai produk utama sedangkan hasil bawah sebagai produk samping diumpankan ke Menara Distilasi 2. Hasil atas berupa metilen klorida 99,99% berat dan hasil bawah diumpankan ke Menara Distilasi 3 untuk dimurnikan. Hasil atas berupa kloroform 99,93% berat sebagai hasil atas dan hasil bawah berupa karbon tetraklorida 99,86% berat. Peralatan proses yang ada antara lain separator, reaktor, absorber, neutralizer, menara distilasi,dan pompa. Unit pendukung proses didirikan untuk menunjang proses produksi yang terdiri dari unit pendingin reaktor penyediaan air pendingin, listrik, bahan bakar, dan unit pengolahan limbah. Laboratorium berfungsi menjaga mutu bahan baku dan kualitas produk sesuai spesifikasi. Dalam pabrik tersebut terdapat tiga buah laboratorium, yaitu laboratorium fisik; analitik; dan penelitian dan pengembangan. Bentuk perusahaan adalah PT (Perseroan Terbatas) dengan struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non shift . Hasil analisa ekonomi terhadap prarancangan pabrik metil klorida diperoleh bahwa total investasi (TCI) sebesar Rp 941.161.207.301,- dan total biaya produksi (Production Cost) Rp 1.020.912.890.170,-. Dari analisa kelayakan diperoleh hasil ROI sebelum pajak 43,06% dan setelah pajak 32,31%. POT sebelum pajak 1 tahun sebesar 1,7 tahun dan setelah pajak 2,1 tahun, BEP 42,24%, SDP 17,02% dan DCF sebesar 29,18%. Dari analisa ekonomi tersebut, dapat diambil kesimpulan bahwa pendirian pabrik metil klorida dengan kapasitas 42.500 ton/tahun layak dipertimbangkan direalisasikan pembangunannya. commituntuk to user xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
BAB I PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik Metil klorida merupakan senyawa chloromethane selain metilen klorida, kloroform dan karbon tetraklorida. Senyawa chloromethane terbentuk ketika atom hidrogen dari metana tersubtitusi oleh klorin (klorinasi metana). Apabila satu atom hidrogen terganti oleh klorin disebut senyawa metil klorida (CH3Cl), jika dua, metilen klorida (CH 2Cl2); tiga, kloroform (CHCl3); empat, karbon tetraklorida (CCl4) (Mc. Ketta, 1979). Oleh karena itu klorin yang diproduksi dunia dimana 36% digunakan untuk membuat monomer vinyl chloride juga akan lebih menguntungkan jika sebagian dijadikan bahan baku untuk membuat senyawa chloromethane, karena chloromethane lebih mempunyai harga daripada klorin. Selain itu, Indonesia adalah salah satu negara penghasil klorin, maka senyawa chloromethane seperti metil klorida layak diproduksi di dalam negeri. Metil klorida yang dihasilkan di Amerika Serikat sebanyak 92% digunakan sebagai feedstock dalam pembuatan bahan lanjutan metil klorosilane. Metil klorosilane digunakan dalam produksi fluida silikon, elastomer, dan resin, namun paling besar digunakan sebagai fluida silikon, yaitu sebagai bahan pembantu seperti agent antifoaming, agent pelepasan, dan pelumas ringan. Metil klorida juga digunakan dalam bidang kimia untuk produk konsumsi seperti kosmetik, auto polishes, pelitur furniture, dan lapisan kertas (OxyChem Technical Information, 2009). Metil klorida juga digunakan dalam sintesis berbagai senyawa, dan sebagai pengekstraks untuk to lemak, commit user minyak, dan resin. Metil klorida
Bab I Pendahuluan
1
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 2
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
juga telah digunakan sebagai bahan pembakar dalam aerosol dan sebagai refrigerant (Spevak et al, 1976). Pabrik metil klorida dengan proses klorinasi juga layak dirancang karena termasuk minim dalam pencemaran lingkungan. Hal ini disebabkan dalam produksinya tidak ada bahan samping atau limbah yang secara langsung dihasilkan dan dibuang. Selain metil klorida akan dihasilkan juga bahan kimia lainnya seperti metilen klorida, kloroform, karbon tetraklorida, dan asam klorida yang semuanya dapat dijual. Oleh karenanya dengan mencegah kebocoran selama proses dan menjaga suhu klorinasi yang aman, maka efek buruk terhadap lingkungan dan makhluk hidup sekitar dapat dicegah. Indonesia sebagai negara berkembang, terlebih lagi memasuki era perdagangan bebas, dituntut untuk mampu bersaing dengan negara-negara lain dalam bidang industri dan sektor industri kimia memegang peranan penting untuk memajukan
perindustrian
di
Indonesia.
Perkembangan
industri
sangat
berpengaruh pada pertumbuhan ekonomi Indonesia dalam menghadapi pasar bebas. Inovasi proses produksi maupun pembangunan pabrik baru yang menghasilkan produk bernilai ekonomis lebih tinggi semisal metil klorida sangat diperlukan untuk menambah devisa negara. Disamping itu pendirian pabrik metil klorida dapat mendorong pertumbuhan dan perkembangan industri-industri kimia lain dan akan menyerap sebagian tenaga kerja dalam negeri. Pendirian pabrik metil klorida ini dapat dirancang untuk berproduksi dengan kapasitas kurang lebih 42.500 ton per tahun dan diorientasikan untuk ekspor ke luar negeri.
commit to user Bab I Pendahuluan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 3
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
I.2. Penentuan Kapasitas Produksi Kapasitas produksi dapat diartikan sebagai jumlah maksimal output yang dapat diproduksi dalam satuan waktu tertentu. Pabrik yang didirikan harus mempunyai kapasitas produksi yang optimal yaitu jumlah dan jenis produk yang dihasilkan harus dapat menghasilkan laba maksimal dengan biaya yang minimal. Kapasitas produksi dirancang dengan pertimbangan-pertimbangan : 1. Kebutuhan metil klorida Untuk memenuhi kebutuhan metil klorida di dalam negeri, Indonesia masih mengimpor negara lain. Data impor metil klorida dalam negeri ditunjukkan pada tabel I.1. Tabel I.1 Data Impor Metil Klorida Dalam Negeri Tahun 2004 2005 2006 2007 2008
Kapasitas (kg) 333.741 363.839 568.262 603.262 772.629 (BPS Indonesia, 2010)
commit to user Bab I Pendahuluan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 4
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
900.000 800.000
y = 111.720x - 223.581.773
Kapasitas (kg)
700.000 600.000 500.000 400.000 300.000 200.000 100.000 0 2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
Tahun
Gambar I.1 Data Impor Metil Klorida Dari gambar I.1, kebutuhan impor metil klorida di Indonesia pada tahun 2017 sebesar 1.697.777 kg atau 1.698 ton/tahun.
2. Ketersediaan bahan baku Adanya industri yang mendukung pabrik metil klorida, terutama dalam hal penyediaan bahan baku merupakan salah satu faktor yang cukup penting. Bahan baku utama yaitu klorin (Cl2) tersedia di dalam negeri yaitu dapat diperoleh dari PT. Assahimas, Cilegon yang berkapasitas 335.000 ton/tahun sedangkan metana (CH4) diperoleh dari PT. Badak NGL, Bontang, Kalimantan Timur yang berkapasitas 18,5 juta ton/tahun.
commit to user Bab I Pendahuluan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 5
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
3. Kapasitas rancang minimum Tabel I.2 Data Produsen Metil Klorida di Amerika Serikat Pabrik Dow Chemical, Freeport, Tex. Dow Chemical, Plaquemine, La. Dow Corning, Carrollton, Ky. Dow Corning, Midland, Mich. GE Plastics, Waterford, N.Y. Vulcan Chemicals, Geismar, La. Vulcan Chemicals, Wichita, Kan.
Kapasitas (ton/tahun) 42.500 130.000 225.000 100.000 82.500 85.000 45.000 (ICB Americas, 2004)
Beberapa pabrik di Amerika Serikat yang memproduksi metil klorida dengan kapasitas 42.500
225.000 ton/tahun ditunjukkan pada tabel I.2.
Dalam perancangan pabrik metil klorida ini diambil kapasitas produksi sebesar 42.500 ton /tahun yang merupakan kapasitas minimum di dunia dengan tujuan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri sebanyak 4% dan 96% diekspor ke luar negeri.
1.3. Pemilihan Lokasi Pabrik Lokasi geografis dari suatu pabrik akan berpengaruh pada kegiatan pabrik baik proses produksi maupun distribusi produk yang semuanya itu akan berpengaruh pada perkembangan dan kelangsungan hidup dari pabrik. Banyak faktor yang harus diperhatikan dan dipertimbangkan dalam menentukan lokasi suatu pabrik. Lokasi pabrik pada umumnya ditetapkan atas dasar orientasi bahan baku dan orientasi pasar, karena hal ini bersifat ekonomis.
commit to user Bab I Pendahuluan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 6
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Lokasi pabrik ditetapkan di Bontang, Kalimantan Timur dengan pertimbangan sebagai berikut : 1. Sumber bahan baku Bahan baku klorin dapat diperoleh dari PT. Assahimas, Cilegon sedangkan metana dari PT. Badak NGL, Bontang, Kalimantan Timur. 2. Pemasaran produk Daerah tersebut merupakan area industri yang potensial sebagai daerah pemasaran. Selain itu juga dekat dengan pelabuhan Bontang, Balikpapan dan Samarinda untuk memudahkan dalam pemasaran keluar Kalimantan maupun keluar negeri. 3. Sarana transportasi Daerah tersebut dekat dengan pelabuhan dan jalan raya yang memudahkan pengangkutan bahan baku dan produk. 4. Tersedianya sarana pendukung Bontang merupakan salah satu kawasan industri di Indonesia, sehingga penyediaan utilitas terutama air proses dan pendingin tidak mengalami kesulitan, karena ketersediaan air tanah yang masih mencukupi. 5. Tenaga kerja Tenaga kerja untuk pabrik dapat direkrut dari daerah Bontang dan sekitarnya, yang merupakan sumber tenaga kerja yang profesional. 6. Kemasyarakatan Keadaan sosial kemasyarakatan sudah terbiasa dengan lingkungan industri sehingga pendirian pabrik baru dapat diterima dan dapat beradaptasi dengan mudah dan cepat. Bab I Pendahuluan
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 7
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Gambar I.2 Lokasi Pendirian Pabrik Metil Klorida I.4. Tinjauan Pustaka I.4.1. Macam-macam Proses Dalam Mc. Ketta (1979), secara umum metil klorida dapat dibuat dengan beberapa cara, antara lain : 1. Proses thermal chlorination 2. Proses photochlorination 3. Proses klorinasi metana dengan katalis alumina
1. Proses thermal chlorination Proses ini didasarkan pada reaksi klorinasi langsung terhadap metana pada suhu yang tinggi. Temperatur reaksi antara 275 °C - 450 °C. Reaksi yang terjadi: CH4 + Cl2
3Cl
+ HCl
.................................................... (1)
commit to user Bab I Pendahuluan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 8
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
CH3Cl + Cl2
2Cl2+
CH2Cl2+ Cl2
3
CHCl3 + Cl2
4
HCl
.................................................... (2)
+ HCl
.................................................... (3)
+ HCl
.................................................... (4) ( Mc.Ketta, 1979)
Keuntungan : a. Dengan proses termal ini temperatur yang tinggi dapat membuat molekul klorin (Cl2) menjadi radikal Cl+ sehingga dapat terjadi reaksi, dengan demikian tidak memerlukan katalis. b. Impuritas sedikit. c. Selektivitas metil klorida tinggi yaitu 56% terhadap metana.
2. Proses photochlorination Proses ini didasarkan pada reaksi klorinasi metana oleh aktivasi dari reaksi massa dengan radiasi sinar. Adapun pemisahan molekul klorin (Cl2) menjadi radikal Cl+ adalah dengan meradiasikan reaksi massa dengan sumber sinar yang mempunyai radiasi sebesar 3000 Å - 5000 Å. Bahan baku yang digunakan adalah metana dengan kemurnian tinggi. Reaktor yang digunakan adalah reaktor photochemical. Keuntungan dari proses ini adalah dapat mengurangi impuritas yang ada pada klorometana yang dihasilkan. Kekurangan : a. Penggunaan reaktor photochemical harus terbuat dari permukaan kaca yang tahan terhadap pembebasan panas mengingat reaksi klorinasi adalah reaksi eksotermis. commit to user Bab I Pendahuluan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 9
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
b. Reaksi photochlorination terjadi
pada suhu
rendah sehingga
menaikkan biaya kontrol proses dan mempertahankan panas reaksi. c. Lebih sensitif terhadap impuritas pada umpan, karena dapat menyebabkan terminasi pada reaksi rantai. d. Biaya pembuatan dan perawatan bahan konstruksi mahal karena terbuat dari kaca. e. Reaktor membutuhkan energi yang cukup besar untuk menghasilkan radiasi sinar dengan kekuatan 3000 Å - 5000 Å. f. Kapasitas per reaktor rendah. g. Sering terjadi akumulasi klorin dibawah reaktor sehingga dapat mengakibatkan ledakan.
3. Proses klorinasi metana dengan katalis alumina Proses klorinasi ini didasarkan pada reaksi klorinasi metana dengan bantuan katalis alumina. Bahan baku yang digunakan adalah metana dengan kemurnian tinggi. Konversi dari proses ini adalah 95%. Adapun reaktor yang digunakan adalah fixed bed katalitik. Keuntungan dari proses ini adalah konversi yang dihasilkan cukup tinggi. Kekurangan : a. Penggunaan
fixed
bed
reactor
harus
mempunyai
konstruksi
penyangga yang kuat untuk menyangga katalis. Reaktor harus terbuat dari bahan yang tahan terhadap pembebasan panas mengingat reaksi klorinasi adalah reaksi eksotermis, sehingga reaktor lebih berat dan biayanya juga mahal. commit to user Bab I Pendahuluan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 10
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
b. Perlu adanya regenerasi katalis pada waktu-waktu tertentu. c. Proses ini sensitif terhadap adanya impuritas. Ketiga proses tersebut merupakan reaksi klorinasi dimana perbedaannya adalah pada cara pemecahan molekul klorinnya. Proses yang dipilih adalah proses thermal chlorination dengan alasan : - Proses ini dilakukan pada temperatur tinggi yang dapat membuat molekul klorin (Cl2) menjadi radikal Cl+ sehingga dapat terjadi reaksi, dengan demikian tidak memerlukan katalis. - Impuritas sedikit - Selektivitas metil klorida tinggi yaitu 56% terhadap metana.
I.4.2. Kegunaan Produk Penggunaan metil klorida dewasa ini adalah untuk antara lain : a. Bahan intermediate untuk produksi fluida silikon, elastomer, dan resin b. Pembawa katalis untuk reaksi polimerisasi seperti pembuatan butyl rubber c. Produk konsumsi seperti kosmetik, auto polishes dan pelitur furniture d. Sintesis berbagai senyawa, dan sebagai pengekstraks untuk lemak, minyak, dan resin e. Bahan pembakar dalam aerosol
commit to user Bab I Pendahuluan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 11
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
I.4.3. Sifat Fisis dan Kimia 1. Bahan Baku Metana Sifat-sifat fisis : -
Rumus molekul
: CH 4
-
Berat molekul
: 16,04 g/mol
-
Fase
: gas
-
Titik beku (1 atm)
: 90,67 K
-
Titik didih (1 atm)
: 111,66 K
-
Densitas (30 oC)
: 0,1616 g/cm3
-
Temperatur kritis
: 190,6 K (Yaws, 1999)
Sifat-sifat kimia : a. Oksidasi 2 CH4 + 2 O2 2 CH4 +2 O2
2
+ 2H2O
......................................... (5) ......................................... (6)
2
b. Halogenasi CH4
H3
3X 2
3
+ HX ........... (7)
c. Klorinasi terhadap CH 4 akan menghasilkan metil klorida dan HCl. Klorin Sifat-sifat fisis : -
Rumus molekul
: Cl2
-
Berat molekul
: 70,91 g/mol
-
Fase
Bab I Pendahuluan
commit : gasto user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 12
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
-
Titik didih (1 atm)
: 239,1 K
-
Titik beku (1 atm)
: 171,55 K
-
Densitas (0 oC)
: 3,2 g/L (Perry, 2008)
Sifat-sifat kimia : a. Cl2 bereaksi dengan alkali dan alkali tanah membentuk bleaching agent Cl2 + 2 NaOCl
NaOCl + H2O
......................................... (8)
b. Reaksi dengan amonia membentuk hidrazin 2 NH3 + NaOCl
N2H4 + NaCl +H2O .................................... (9)
c. Cl2 bereaksi dengan hidrokarbon jenuh menghasilkan hidrokarbon terklorinasi dan HCl 2. Produk Metil klorida Sifat-sifat fisis : -
Rumus molekul
: CH3Cl
-
Berat molekul
: 50,487 g/mol
-
Fase
: gas
-
Densitas (25oC)
: 0,913 g/cm3
-
Titik didih (1 atm)
: 248,93 K
-
Titik beku (1 atm)
: 175,45 K (Yaws, 1999)
commit to user Bab I Pendahuluan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 13
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Sifat-sifat kimia : a. Dalam larutan eter, CH3Cl bereaksi dengan sodium membentuk etana (proses sintesa Wurtz). 2 CH 3Cl +2 Na
CH3CH3 + 2 NaCl ....................................... (10)
b. Metil klorida digunakan pada reaksi Fridel Craft membentuk toluen dengan menggunakan katalisator AlCl3 CH3Cl + C6H6
C6H5CH3 + HCl
....................................... (11)
c. Bila dipanaskan pada temperatur yang sangat tinggi, metil klorida akan berpasangan membentuk etilen. 2 CH 3Cl
CH2 = CH2 +2 HCl
........................................ (12)
d. Klorinasi terhadap CH 3Cl akan menghasilkan metilen klorida dan HCl (Mc.Ketta,1979) Metilen klorida Sifat-sifat fisis : -
Rumus molekul
: CH 2Cl2
-
Berat molekul
: 84,933 g/mol
-
Fase
: cair
-
Densitas ( 25 oC)
: 1,33 g/cm3
-
Titik didih (1 atm)
: 313,25 K
-
Titik leleh (1 atm)
: 176,45 K (Perry, 2008)
commit to user Bab I Pendahuluan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 14
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Sifat-sifat kimia a. Bila kontak dengan air dalam waktu yang lama, metilen klorida akan terhidrolisa secara perlahan membentuk HCl sebagai produk primer. b. Bila metilen klorida dipanaskan dengan air dalam waktu yang lama dalam tangki tertutup pada suhu 140 °C-170 °C, maka akan terbentuk formaldehid dan HCl. CH2Cl2 + H2O
HCHO + 2 HCl
....................................... (13)
c. Klorinasi terhadap metilen klorida akan menghasilkan kloroform dan HCl. (Mc.Ketta,1979) Kloroform Sifat-sifat fisis : -
Rumus molekul
: CHCl3
-
Berat molekul
: 119,378 g/mol
-
Fase
: cair
-
Densitas (25 oC)
: 1,48 g/cm3
-
Titik didih (1 atm)
: 334,33 K
-
Titik beku (1 atm)
: 209,63 K (Yaws, 1999)
Sifat-sifat kimia a. Klorinasi terhadap kloroform membentuk karbon tetraklorida dan HCl. b. Bila kontak dengan besi dan air akan membentuk hidrogen peroksida. CHCl3 + O2
Bab I Pendahuluan
Cl3COOH
Cl3OH + H2O2 ............................. (14)
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 15
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
c. Dengan basa akan mengalami hidrolisa. CHCl3 + 3 NaOH
CO + 3NaCl + 2 H2O ............................... (15)
d. Kloroform bila kontak dengan potasium amalgam akan membentuk asetilen. 2 CHCl3 + 6 KHg
HC = CH + 6 KCl(KHg) ......................... (16) (Mc.Ketta,1979)
Karbon tetraklorida Sifat-sifat fisis : -
Rumus molekul
: CCl4
-
Berat molekul
: 153,821 g/mol
-
Fase
: cair
-
Densitas (25 oC)
: 1,583 g/cm3
-
Titik didih (1 atm)
: 349,79 K
-
Titik beku (1 atm)
: 250,33 K (Yaws, 1999)
Sifat-sifat kimia : a. CCl4 kering tidak bereaksi dengan logam seperti besi dan nikel tetapi bereaksi secara perlahan dengan tembaga dan timah hitam. b. Dengan katalis platinum atau Zn dan asam, CCl4 akan membentuk kembali menjadi kloroform. c. Dengan potasium amalgam dan air, CCl4 akan terbentuk kembali menjadi metana. (Mc.Ketta,1979)
commit to user Bab I Pendahuluan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 16
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Asam klorida Sifat-sifat fisis : -
Rumus molekul
: HCl
-
Berat molekul
: 36,46 g/mol
-
Fase
: cair
-
Densitas (25 oC)
: 1,189 g/cm3
-
Titik didih (1 atm)
: 321,15 K
-
Titik leleh (1 atm)
: 245,83 K (Perry, 2008)
Sifat-sifat kimia : a. Reaksi dengan oksidator membentuk Cl2 4 HCl + O2
2 Cl2 + 2 H2O
....................................... (17)
b. Reaksi dengan sulfur trioksida membentuk asam klorosulfat. HCl + SO3
ClSO3H
....................................... (18)
c. Reaksi HCl dan asetilen akan menghasilkan kloroprena.
1.4.4. Tinjauan Proses Secara Umum Klorinasi didefinisikan sebagai suatu proses dimana satu atau lebih atom klorin dibentuk menjadi suatu senyawa kimia. Ketika atom hidrogen dari molekul metana disubstitusi oleh klorin, senyawa kimia yang terbentuk dikenal sebagai klorometan. Apabila satu atom hidrogen yang disubstitusi disebut metil klorida, CH3Cl ; jika dua disebut metilen klorida, CH2Cl2 ; tiga disebut kloroform, CHCl3 ; jika seluruhnya disebut karbon tetraklorida, CCl4. Proses thermal chlorination metana dan klorin banyak commit toterhadap user Bab I Pendahuluan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 17
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
digunakan karena ekonomis dan prosesnya bisa berjalan secara langsung. Proses ini terjadi pada suhu yang tinggi antara 275 °C sampai 450 °C. Apabila suhu lebih rendah, akan terbentuk impuritas oksigen yang mengganggu reaksi dan jika suhu lebih tinggi dari 450 °C maka akan terbentuk impuritas di umpan (Mc. Ketta, 1979). Metana dan klorin dalam fase gas dengan perbandingan mol 1,7:1 dipanaskan sampai suhu 300 °C dimana pada suhu tersebut klorin akan mengalami disosiasi dan akan mulai terjadi reaksi terklorinasi terhadap metana, sedangkan tekanan dipertahankan 3 atm. Di dalam plugflow reactor suhu dipertahankan jangan sampai melebihi 450 °C. Bila reaksi berlangsung di atas suhu tersebut maka dapat terjadi reaksi pirolisis terhadap CH 3 Cl membentuk karbon bebas yang merupakan impuritas, sedangkan klorin dan hidrogen membentuk asam hidroklorida. Produk reaksi kemudian masuk ke absorber untuk mengambil HCl dengan pelarut air. Produk atas absorber masuk ke neutralizer untuk menghilangkan sisa HCl dengan direaksikan dengan alkali (NaOH). Selanjutnya masuk ke separator untuk memisahkan metana dan produk klorometannya. Metana direcycle ke reaktor dan klorometan masuk ke kolom distilasi untuk dipisahkan antara metil klorida, metilen klorida, kloroform dan karbon tetra klorida.
commit to user Bab I Pendahuluan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
BAB II DESKRIPSI PROSES
II.1. Spesifikasi bahan baku dan produk II.1.1. Spesifikasi bahan baku 1. Metana -
Rumus molekul
: CH 4
-
Berat molekul
: 17 g/mol
-
Fase
: gas
-
Titik beku (1 atm)
: 90,82 K
-
Titik didih ( 1 atm)
: 113,15K
-
Temperatur kritis
: 190,73 K
-
Densitas (113,15 K) : 0,435 kg/m3
-
Kemurnian
: min99% mol
-
Impuritas
: C2H6 dan C3H8 1% mol (PT. Badak NGL)
2. Klorin -
Rumus molekul
: Cl2
-
Berat molekul
: 70,91 g/mol
-
Fase
: gas
-
Titik didih (1 atm)
: 238,85 K
-
Titik beku (1 atm)
: 171,55 K
-
Densitas (273,15 K) : 3,213 g/cm3
-
Kemurnian
: min 98% vol
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
18
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 19
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
-
Impuritas
: HCl 2% vol (PT. Assahimas)
II.1.2. Spesifikasi produk 1.
Metil klorida Sifat fisis -
Rumus molekul
: CH3Cl
-
Berat molekul
: 50,487 g/mol
-
Fase
: cair
-
Densitas (25oC)
: 0,913 g/cm3
-
Titik didih (1atm)
: 250,15 K
-
Titik beku (1atm)
: 177,15 K
-
Kemurnian
: min 99,95% berat
-
Impuritas
: CH2Cl2 (www.c-f-c.com)
2.
Metilen klorida Sifat fisis -
Rumus molekul
: CH 2Cl2
-
Berat molekul
: 84,933 g/mol
-
Fase
: cair
-
Densitas (25oC)
: 2,93 kg/m3
-
Titik didih (1atm)
: 313,25 K
-
Titik leleh (1atm)
: 176,45 K
-
Kemurnian
: min 99,9% berat
commit to user Bab II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 20
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
-
Impuritas
: CH3Cl, CHCl3 (www.c-f-c.com)
3.
Kloroform Sifat fisis -
Rumus molekul
: CHCl3
-
Berat molekul
: 119,378 g/mol
-
Fase
: cair
-
Densitas (25oC)
: 1,48 g/cm3
-
Titik didih (1atm)
: 334,48 K
-
Titik beku (1atm)
: 209,78 K
-
Kemurnian
: 99,9% berat
-
Impuritas
: CH2Cl2, CCl4 (www.c-f-c.com)
4.
Karbon tetraklorida Sifat fisis -
Rumus molekul
: CCl4
-
Berat molekul
: 153,821 g/mol
-
Fase
: cair
-
Densitas (25oC)
: 1,583 g/cm3
-
Titik didih (1atm)
: 349,94 K
-
Titik beku (1atm)
: 250,48 K
-
Kemurnian
: min 99,95% berat
commit to user Bab II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 21
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
-
Impuritas
: CHCl3 (www.c-f-c.com)
5.
Asam klorida Sifat fisis -
Rumus molekul
: HCl
-
Berat molekul
: 36,46 g/mol
-
Fase
: cair
-
Densitas (25oC)
: 1,189 g/cm3
-
Titik didih (1atm)
: 321,15 K
-
Titik leleh (1atm)
: 245,83 K
-
Kemurnian
: min 35% berat (www.c-f-c.com)
II.2. Konsep Proses II.2.1. Dasar Reaksi Reaksi antara metil klorida dengan klorin merupakan reaksi serimultistep dan berlangsung secara eksotermis irreversible. Reaksinya sebagai berikut : CH4 + Cl2
CH3Cl + HCl
....................................... (19)
CH3Cl + Cl2
CH2Cl2 + HCl
....................................... (20)
CH2Cl2 + Cl2
CHCl3 + HCl
....................................... (21)
CHCl3 + Cl2
CCl4 + HCl
....................................... (22)
Reaktan dengan perbandingan metana : klorin adalah 1,7 : 1 dipanaskan sampai suhu 300oC dan tekanan 3 atm dimana pada suhu
commit to user Bab II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 22
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
tersebut klorin akan mengalami disosiasi dan mulai terjadi reaksi termoklorinasi terhadap metil klorida. Di dalam multi tube plug flow reactor, suhu dipertahankan pada kisaran 275 oC
450 oC. Bila reaksi
berlangsung di atas suhu tersebut, maka akan terjadi pirolisis terhadap klorometana membentuk karbon bebas, sedangkan klorin dan hidrogen membentuk asam klorida (Mc. Ketta, 1979 ).
II.2.2. Mekanisme Reaksi Mekanisme reaksi yang terjadi pada proses klorinasi terhadap metana atau klorometana adalah free-radical substitutions dan terjadi melalui 3 tahap yaitu inisiasi, propagasi dan terminasi. Inisiasi Inisiasi adalah proses menghasilkan spesies radikal. Dalam tahap ini radikal klorin dengan pemanasan pada suhu tinggi sehingga dapat memecah ikatan antar atom klorin. Radikal klorin kemudian bereaksi dengan metil klorida menghasilkan radikal metil klorida. Cl2 Cl- + CH4
2Cl-
........................................ (23)
HCl + CH3 -
........................................ (24)
Propagasi Pada tahap ini radikal metil klorida bereaksi dengan klorin menghasilkan klorometana dan radikal klorin. Radikal ini kemudian bereaksi dengan metana dan juga produk klorometana menghasilkan radikal klorometana yang lain.
commit to user Bab II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 23
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
CH3- + Cl2
CH3Cl + Cl-
Cl- + CH3Cl
HCl + CH 2Cl- ...................................... (26)
CH2Cl- + Cl2
CH2Cl2 + Cl- ...................................... (27)
Cl- + CH2Cl2
HCl + CHCl2- ......................................(28)
CHCl2- + Cl2
CHCl3 + Cl-
...................................... (29)
Cl- + CHCl3
HCl + CCl3-
...................................... (30)
CCl3- + Cl2
CCl4 + Cl-
...................................... (31)
...................................... (25)
Terminasi Tahap ini terjadi apabila dua radikal bereaksi baik dengan radikal yang sama ataupun dengan radikal yang berbeda. Cl- + Cl-
-
Cl + CH2Cl
Cl2
....................................... (32)
CH2Cl2
....................................... (33)
II.2.3. Kondisi Operasi Kondisi operasi pada perancangan pabrik metil klorida ini adalah sebagai berikut : Tekanan
: 3 atm (Keyes, 1961)
Temperatur reaktan
: 300oC
Temperatur reaksi
: 275oC -450oC
Cl2 : CH4
: 1 : 1,7 (perbandingan mol)
Konversi metana
: 36 % mol
Selektivitas metil klorida terhadap metana
: 56%
Selektivitas metilen klorida terhadap metana
: 35%
Selektivitas kloroform terhadap metana
: 8%
Selektivitas karbon tetraklorida terhadap metana
: 1%
commit to user Bab II Deskripsi Proses
(Mc. Ketta,1979 )
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 24
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
II.2.4. Tinjauan Kinetika Reaksi yang terjadi adalah reaksi seri-multistep dan berjalan cepat. CH4 + Cl2
CH3Cl + HCl
....................................... (34)
CH3Cl + Cl2
CH2Cl2 + HCl
....................................... (35)
CH2Cl2 + Cl2
CHCl3 + HCl
....................................... (36)
CHCl3 + Cl2
CCl4 + HCl
....................................... (37)
Dari figure 15 Mc Ketta, diketahui satuan konstanta kecepatan reaksi tersebut (detik -1), maka reaksi tersebut mempunyai orde satu. Kecepatan reaksi klorin adalah : - rk=k1.Ck1 + k2.Ck2 +k3.Ck3+ k4.Ck4 ....................................... (38)
Gambar I.1 Grafik Kecepatan Reaksi Klorinasi Metana Konstanta kecepatan reaksi masing-masing diketahui dari figure 15 Mc.Ketta dan dapat dibuat persamaan sesuai hukum Arhenius : k1 = 3,076 x 106 exp (-10789/T) , /s
commit to user Bab II Deskripsi Proses
....................................... (39)
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 25
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
k2 = 8,853 x 106 exp (-10878/T) , /s
....................................... (40)
k3 = 1,776 x 106 exp (-10266/T) , /s
....................................... (41)
k4 = 1,211 x 106 exp (-10784/T) , /s
....................................... (42) (Mc. Ketta vol.8, 1979)
II.2.4 Tinjauan Termodinamika Jika ditinjau dari segi termodinamika, harga
0 f
masing-masing
komponen pada suhu 298 K dapat dilihat pada tabelII.1 sebagai berikut : ................................................................ (43) (Smith, 1987) Tabel II
0 f masing-masing
komponen
Gf0 (kJ/mol) -95,33 0 -50,87 -62,93 -68,91 -68,52 -58,28 (Carl L., Yaws, 1999)
Komponen HCl Cl2 CH4 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4
CH4 + Cl2
CH3Cl + HCl
0
= -107,39 kJ/mol
CH3Cl + Cl2
CH2Cl2 + HCl
0
= -101,31 kJ/mol
CH2Cl2 + Cl2
CHCl3 + HCl
0
= -94,94 kJ/mol
CHCl3 + Cl2
CCl4 + HCl
0
= -85,09 kJ/mol
0 f total
= -388,730 kJ/mol = -388730 J/mol
commit to user Bab II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 26
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
K298 = 1,382 x 1068 Suhu reaksi, T = 573,15 K. ............................................................... (44) K = 8,52 x 1034 Harga konstanta kesetimbangan reaksi (K) termasuk besar sehingga reaksi dianggap berjalan searah / irreversible. Untuk menentukan apakah reaksi bersifat eksotermis atau endotermis, f. 0 f
Tabel II
masing-masing komponen 0 f (kJ/mol)
Komponen HCl Cl2 CH4 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4
-92,36 0 -74,86 -86,37 -95,46 -101,32 -100,48 (Carl.L. Yaws, 1999)
CH4 + Cl2
CH3Cl + HCl
0 r =
-103,39 kJ/mol
CH3Cl + Cl2
CH2Cl2 + HCl
0 r =
-101,45 kJ/mol
CH2Cl2 + Cl2
CHCl3 + HCl
0 r
= -98,22 kJ/mol
CHCl3 + Cl2
CCl4 + HCl
0 r
= -91,52 kJ/mol
Hr0 total = -395,06 kJ/mol = -395060 J/mol Reaksi di atas bersifat ekso
commit to user Bab II Deskripsi Proses
0 r negatif.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 27
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
II.3. Langkah Proses II.3.1.Diagram Alir Proses 1. Diagram alir kualitatif dapat dilihat pada gambar II.2 2. Diagram alir kuantitatif dapat dilihat pada gambar II.3 3. Diagram alir lengkap dapat dilihat pada gambar II.4
commit to user Bab II Deskripsi Proses
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Gambar II.2 Diagram Alir Kualitatif
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
28
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Gambar II.3 Diagram Alir Kuantitatif
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
29
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Bab II Deskripsi Proses
Gambar II.4 Diagram Alir Lengkap
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
30
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 31
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
II.3.2.Uraian Proses Secara umum proses pembuatan metil klorida dengan klorinasi metana dapat dibagi menjadi 3 tahap yaitu : - Penyiapan bahan baku - Reaksi pembentukan metil klorida - Pemurnian produk Penjabaran dan uraian tiap tahap adalah sebagai berikut : 1. Penyiapan bahan baku a. Metana Metana dari tangki penyimpan dengan suhu -146,3oC dan tekanan 3 atm dicampur dengan arus atas separator 2 (SP-02) dengan suhu 7,86 oC sehingga suhunya menjadi 3,63 oC. Setelah itu dipanaskan dalam HE-02 dengan pemanasnya adalah Dowtherm A keluar HE-01 sehingga suhunya menjadi 300 oC sebagai umpan reaktor. b. Klorin Klorin dari tangki
penyimpan (T-01) pada suhu 30oC
dan tekanan 9,2 atm dicampur dengan arus bawah separator (SP01) kemudian divalve untuk menurunkan tekanannya menjadi 3 atm. Setelah divalve, klorin akan menguap sebagian. Fase uap dan cair klorin dipisahkan dalam SP-01, arus atas yang berupa uap klorin yang bersuhu -5,77oC dipakai untuk mengkondensasi hasil atas MD-01, MD-02, MD-03 di dalam kondensor (CD-01, CD-02, o CD-03) sehinggacommit suhu to klorin user menjadi 36,74 C. Gas klorin
Bab II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 32
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
kemudian dipanaskan dalam HE-01 dengan pemanasnya adalah Dowtherm A keluar reaktor sehingga suhunya menjadi 300 oC kemudian diumpankan ke reaktor. 2. Reaksi pembentukan metil klorida Reaksi pembentukan metil klorida dilakukan dalam reaktor jenis plug flow multi tube. Gas klorin yang sudah aktif direaksikan dengan gas metana dan recycle dengan perbandingan mol metana : klorin yaitu 1,7 : 1 dan kecepatan alir tertentu. Suhu di dalam reaktor akan naik karena reaksi bersifat eksotermis, maka untuk menjaga agar suhu tidak melebihi 450oC dialirkan pendingin berupa cairan Dowtherm A. Konversi metana sebesar 36% mol, selektivitas metil klorida terhadap metana sebesar 56%, selektivitas metilen klorida sebesar 35%, selektivitas kloroform 8% dan selektivitas karbon tetraklorida sebesar 1%.
Hasil reaksi berupa produk utama metil
klorida dan produk lainnya berupa metilen klorida, kloroform, karbon tetraklorida dan hidrogen klorida, sedangkan gas klorin habis bereaksi. Suhu gas keluar reaktor dan pendingin tinggi, maka panas keduanya dimanfaatkan memanaskan arus lain. 3. Pemurnian produk Gas produk keluar reaktor digunakan untuk pemanas pada reboiler (RB-01) sehingga suhu gas keluar reaktor turun dari 418,34oC menjadi 293,76oC. Kemudian campuran gas ini digunakan untuk pemanas lagi pada RB-02 hingga suhu gas keluar reaktor menjadi 286,02oC. Selanjutnyacommit digunakan lagi sebagai pemanas untuk RB-03 to user Bab II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 33
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
sehingga suhunya menjadi 136,78oC. Gas produk dari reaktor diturunkan suhunya menjadi 80oC di dalam HE-08 dan didinginkan lagi di dalam HE-04 hingga suhunya menjadi 20,75oC, kemudian dimasukkan ke absorber (AB) untuk dipisahkan HCl-nya. HCl diserap dengan air dari unit utilitas menjadi asam klorida 35% yang kemudian disimpan dalam tangki (T-07). Gas hasil atas absorber masih mengandung sisa HCl sehingga dialirkan ke neutralizer
(N) untuk dihilangkan sisa HCl dengan
menggunakan NaOH dari unit utilitas. NaCl hasil reaksi disimpan dalam tangki (T-08) dan gas hasil atas menuju separator 2 (SP-02) untuk memisahkan klorometan dengan metananya. Gas hasil atas neutralizer
dialirkan
ke
kompresor
(C-01)
untuk
menaikkan
tekanannya dari 3 atm menjadi 17 atm, kemudian didinginkan pada HE-03 dengan pemanas arus bawah SP-02. Arus atas SP-02 yang berupa metana dan sedikit klorometana direcycle dengan umpan metana. Arus bawah SP-02 menuju kolom distilasi untuk memurnikan metil klorida dari produk klorometana yang lainnya. Kolom destilasi (MD-01)beroperasi pada tekanan 4 atm bertujuan untuk memisahkan metil klorida dengan produk klorometana lainnya. Metil klorida keluar sebagai hasil atas kemudian disimpan dalam tangki penyimpan (T-03) pada suhu 30oC dan tekanan 6,2 atm. Sedangkan hasil bawah berupa campuran klorometana dimasukkan ke dalam kolom destilasi (MD-02) berfungsi untuk mengambil produk utama. Pada MD-02 produk atas adalah metilen kloridacommit yang kemudian to user dikirim ke tangki penyimpanan Bab II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 34
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
(T-04) sedang produk bawah campuran CHCl3 dan CCl4. Hasil bawah tersebut lalu dipisahkan di kolom destilasi (MD-03), sebagai produk atas adalah CHCl3 untuk disimpan di tangki penyimpanan (T-05) dan produk bawah adalah CCl4 disimpan di tangki penyimpan (T-06).
commit to user Bab II Deskripsi Proses
CH4 C2H6 C3H8 Cl2 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4 HCl H 2O NaOH NaCl Jumlah
Komponen
Bab II Deskripsi Proses
commit to user
243,8768
23719,5291
Arus 4
Satuan
22867,6353
50517,76
3423,0591 2,4946 2,1890
Input Arus 5 Arus 9
: kg/jam
II.4.1. Neraca Massa Total
II.4. Neraca Massa dan Neraca Panas
Arus 11
Arus 14
12313,3421 122,6734 22867,6353 184,0101 136,3038 199,3443
Arus 12
Arus 17
Output Arus 19
Arus 21
Arus 22
35
50517,76
5365,6250 0,9281 0,5366 5975,4557 0,3305 0,5976 1879,5880 1,4227 1,8815 1420,9180
Tabel II.3 Neraca Massa Total
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
49,5436 36,7127 15,9418 28,9587
170,3046 2,4865 2,1883
purge
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 36
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
II.4.2. Neraca Massa Alat 1. Neraca massa di TEE 1 Tabel II.4 Neraca Massa di TEE 1 Input
Output
Komponen Arus 1
Arus 2
Arus 3
HCl
243,8768
566,2360
810,1128
Cl2
23719,5291
55052,1450
78771,6741
Total
23963,4059 55618,3810 79581,79
79581,79
2. Neraca massa di TEE 2 Tabel II.5 Neraca Massa di TEE 2 Input
Komponen
Output
Arus 5 CH4
Arus 6
Arus 7
3423,0591
5663,8592
9086,9184
C2H6
2,4946
82,6952
85,1899
C3H8
2,1890
72,7781
74,9671
CH3Cl
0,0000
333,1457
333,1457
CH2Cl2
0,0000
35,0537
35,0537
CHCl3
0,0000
45,9703
45,9703
3427,7428
6233,5023
Total
9661,2450 9661,2450
commit to user Bab II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 37
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
3. Neraca massa di sekitar reaktor Tabel II.6 Neraca Massa Reaktor Input
Komponen
Output
Arus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Arus 7 9086,9182 85,1899 74,9671
Arus 8 5834,1643 85,1899 74,9671
23719,5291
0,0000
0,0000
CH3Cl
0,0000
333,1457
5749,2424
CH2Cl2
0,0000
35,0537
6048,0892
CHCl3
0,0000
45,9703
1943,5204
CCl4
0,0000
0,0000
1451,7582
HCl
243,8768
0,0000
12437,7193
CH4 C 2H 6 C 3H 8 Cl2
Total
23963,4059
9661,24
33624,65
33624,65 4. Neraca massa di sekitar absorber Tabel II.7 Neraca Massa Absorber Komponen
Input
Output
CH4 C2H6 C3H8
Arus 8 5834,1643 85,1899 74,9671
Arus 9 0,0000 0,0000 0,0000
Arus 10 5834,1643 85,1899 74,9671
Arus 11 0,0000 0,0000 0,0000
CH3Cl
5749,2424
0,0000
5749,2424
0,0000
CH2Cl2
6048,0892
0,0000
6048,0892
0,0000
CHCl3
1943,5204
0,0000
1943,5204
0,0000
CCl4
1451,7582
0,0000
1451,7582
0,0000
HCl
12437,7193
0,0000
124,3772
12313,3421
0,0000 22867,6353
0,0000
22867,6353
33624,6508 22867,6353
21311,31
35180,98
H 2O Total
56492,29
commit to user Bab II Deskripsi Proses
56492,29
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 38
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
5. Neraca massa di sekitar neutralizer Tabel II.8 Neraca Massa Neutralizer Komponen
Input
Output
CH4 C2H6 C3H8
Arus 10 5834,1643 85,1899 74,9671
Arus 12 0,0000 0,0000 0,0000
Arus 13 5834,1643 85,1899 74,9671
Arus 14 0,0000 0,0000 0,0000
CH3Cl
5749,2424
0,0000
5749,2424
0,0000
CH2Cl2
6048,0892
0,0000
6048,0892
0,0000
CHCl3
1943,5204
0,0000
1943,5204
0,0000
CCl4
1451,7582
0,0000
1451,7582
0,0000
HCl
124,3772
0,0000
0,0000
0,0000
NaOH
0,0000
136,3038
0,0000
0,0000
H 2O
0,0000
122,6734
0,0000
184,0101
NaCl
0,0000
0,0000
0,0000
199,3443
21311,31
258,98
21186,93
383,35
Total
21570,29
21570,29
6. Neraca massa di sekitar separator 2 Tabel II.9 Neraca Massa Separator 2 Komponen
Input
Output
Arus 13 5834,164 85,190 74,967
Arus 16 5834,164 85,182 74,966
Arus 15 0,0000 0,0000 0,0000
CH3Cl
5749,242
382,689
5366,553
CH2Cl2
6048,089
71,766
5976,323
CHCl3
1943,520
61,912
1881,608
CCl4
1451,758
28,959
1422,800
6539,639
14647,284
CH4 C2H6 C3H8
Total
21186,93
21186,93
commit to user Bab II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 39
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
7. Neraca massa arus purging Tabel II.10 Neraca Massa Arus Purging Komponen
Input
Output
Arus 16 5834,164 85,182 74,966 382,689
Arus purge 170,3046 2,4865 2,1883 49,5436
Arus 6 5663,8592 82,6952 72,7781 333,1457
CH2Cl2
71,766
36,7127
35,0537
CHCl3
61,912
15,9418
45,9703
CCl4
28,959
28,9587
0,0000
306,14
6233,50
CH4 C2H6 C3H8 CH3Cl
Total
6539,64
6539,64 8. Neraca massa di sekitar menara distilasi 1 Tabel II.11 Neraca Massa Menara Distilasi 1 Komponen
Input Arus 15
Output Arus 17
Arus 18
CH3Cl
5366,5531
5365,6250
0,9281
CH2Cl2
5976,3228
0,5366
5975,7862
CHCl3
1881,6083
0,0000
1881,6083
CCl4
1422,7995
0,0000
1422,7995
5366,1616
9281,1221
Total
14647,28
14647,28 9. Neraca massa di sekitar menara distilasi 2 Tabel II.12 Neraca Massa Menara Distilasi 2 Komponen
Input Arus 18
Output Arus 19
Arus 20
CH3Cl
0,9281
0,9281
0,0000
CH2Cl2
5975,7862
5975,4557
0,3305
CHCl3
1881,6083
0,5976
1881,0107
CCl4
1422,7995
0,0000
1422,7995
Total
9281,12
commit to user Bab II Deskripsi Proses
5976,9814 3304,1407 9281,12
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 40
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
10. Neraca massa di sekitar menara distilasi 3 Tabel II.13 Neraca Massa Menara Distilasi 3 Input
Komponen
Output
Arus 20
Arus 21
Arus 22
CH2Cl2
0,3305
0,3305
0,0000
CHCl3
1881,0107
1879,5880
1,4227
CCl4
1422,7995
1,8815
1420,9180
1881,80
1422,34
Total
3304,14
3304,14
II.4.3. Neraca Panas Total Satuan : kJ/jam Tabel II.14 Neraca Panas Total Komponen
Input
Q4
5.135.969,0650
Q7
1.736.288,7483
Q9
146.652,6371
Q11 Q12
1.216.357,8528 162.530,7481
Q17
412,1147
Q19
53.901,7964
Q22
145.918,2775
Qpemanas
3.430.691,5840
Qpendingin Total
9.195.542,7412 10.612.132,7825
commit to user Bab II Deskripsi Proses
Output
10.612.132,7825
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 41
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
II.4.4. Neraca Panas Alat 1. Neraca panas di TEE 1 Tabel II.15 Neraca Panas Di TEE 1 Komponen
Input
Q1
48.178,8138
Q2
406.749,0462
Q3
Output
454.927,8600
Total
454.927,8600
454.927,8600
2. Neraca panas reaktor Tabel II.16 Neraca Panas Reaktor Komponen
Input
Q4
2.044.977.284,1016
Q8
Output
37.585.235,8829
Q reaksi
-395,06
Qpendingin
-9.276.400
Total
37.585.235,8829
37.585.235,8829
3. Neraca panas absorber Tabel II.17 Neraca Panas Absorber Komponen
Input
Q8
-142.232,7437
Q9
146.652,6371
Q10
161.092,6314
Q11
624.438,9847
Qpelarutan
1.211.900,000
Qpenguapan Total
430.826,2368 1.216.357,8528
commit to user Bab II Deskripsi Proses
Output
1.216.357,8528
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 42
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
4. Neraca panas neutralizer Tabel II.18 Neraca Panas Neutralizer Komponen
Input
Q10
161.051,5526
Q12
1.479,1955
Output
Q13
153.505,5340
Q14
5.242,9383
Qreaksi
1.215,4000
Q penguapan
4.997,6877
Total
163.746,1600
163.746,1600
5. Neraca panas separator 2 Tabel II.19 Neraca Panas Separator 2 Komponen
Input
Q13
7.982.793,198
Output
Q15
94.803,836
Q16
69.440,005
Q penguapan
7.818.549,356
Total
7.982.793,198
7.982.793,198
6. Neraca panas menara distilasi 1 Tabel II.20 Neraca Panas Menara Distilasi 1 Komponen
Input
Q15
6.065,5108
Output
Q17
412,1147
Q18
4.128,8237
Qcondensor
5.057.501,2051
Qreboiler
5.055.976,6327
Total
5.062.042,1435
commit to user Bab II Deskripsi Proses
5.062.042,1435
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 43
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
7. Neraca panas menara distilasi 2 Tabel II.21 Neraca Panas Menara Distilasi 2 Komponen
Input
Q18
216.959,8319
Output
Q19
53.901,7964
Q20
111.097,1534
Qcondensor
11.751.202,9141
Qreboiler
11.699.242,0320
Total
11.916.201,8639
11.916.201,8639
8. Neraca panas menara distilasi 3 Tabel II.22 Neraca Panas Menara Distilasi 3 Komponen
Input
Output
Q20
858.975,8319
Q21
507.005,9000
Q22
145.918,2775
Qcondensor
3.431.321,6891
Qreboiler
3.225.270,0348
Total
4.084.245,8666
4.084.245,8666
9. Neraca panas separator 1 Tabel II.23 Neraca Panas Separator 1 Komponen
Input
Q2
5.573.733,7048
Q3
5.166.984,6253
Q4
406.749,0795
Total
5.573.733,7048
commit to user Bab II Deskripsi Proses
Output
5.573.733,7048
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 44
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
II.5. Tata Letak Pabrik dan Peralatan II.5.1. Tata Letak Pabrik Tata letak pabrik merupakan tempat kedudukan keseluruhan bagian yang ada dalam pabrik meliputi tempat perkantoran (office), tempat peralatan proses, tempat penyimpanan bahan baku dan produk, tempat unit pendukungdan tambahan-tambahan yang lain yang dirancang terutama untuk mendukung kelancaran pelaksanaan proses produksi. Beberapa tujuan dari pengaturan tata letak pabrik antara lain : penghematan waktu transportasi bahan baku, produk, alat maupun karyawan dalam areal pabrik, sehingga waktu proses produksi dapat optimal. Tujuan lainnya, memanfaatkan areal pabrik secara efektif dan efisien sehingga diharapkan tidak ada area kosong yang dibiarkan begitu saja dan dapat menghemat lahan yang berarti pula dapat menghemat biaya investasi dan pajak, pencegahan kecelakaan kerja, serta tujuan-tujuan lain. Pada prarancangan pabrik ini, tata letak dari pabrik dapat dilihat pada Gambar II.4. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perancangan tata letak pabrik adalah : 1.
Perluasan pabrik dan kemungkinan penambahan bangunan Perluasan pabrik ini harus sudah masuk dalam perhitungan sejak awal,
supaya masalah kebutuhan tempat tidak timbul di masa yang akan datang. Sejumlah area khusus harus disiapkan untuk dipakai sebagai perluasan pabrik, penambahan peralatan untuk menambah kapasitas pabrik ataupun mengolah produknya sendiri ke produk lain.
commit to user Bab II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 45
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
2.
Keamanan Keamanan terhadap kemungkinan adanya bahaya kebakaran, ledakan,
asap atau gas beracun harus benar-benar diperhatikan di dalam penentuan tata letak pabrik. Untuk itu diperlukan peralatan-peralatan pemadam kebakaran di sekitar lokasi berbahaya tadi. Tangki penyimpan produk atau unit-unit yang mudah meledak harus diletakkan di areal khusus serta perlu adanya jarak antara bangunan satu dengan bangunan yang lain. 3.
Utilitas Pemasangan dan distribusi yang baik dari gas, udara, steam, dan listrik
akan membantu kemudahan kerja dan perawatannya. Penempatan alat proses
sedemikian rupa sehingga petugas
dapat
dengan
mudah
mencapainya dan dapat menjamin kelancaran operasi serta memudahkan perawatannya.
commit to user Bab II Deskripsi Proses
Bab II Deskripsi Proses
Gambar II.5
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Tata Letak Pabrik Metil Klorida
Skala 1 : 1000
46
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 47
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
II.5.2. Tata Letak Peralatan Tata letak alat proses merupakan tempat kedudukan alat-alat yang digunakan dalam proses produksi. Tata letak peralatan proses pada prarancangan pabrik ini dapat dilihat pada Gambar II.5. Tata letak alat-alat proses harus dirancang sedemikian rupa sehingga : 1.
Kelancaran proses produksi dapat terjamin.
2.
Dapat mengefektifkan penggunaan lahan.
3.
Biaya penanganan material menjadi rendah dan menyebabkan terhindarnya kapital yang tidak penting. Jika lay out peralatan proses dan urut-urutan proses produksi lancar, maka perusahan tidak perlu membeli alat transportasi yang menambah biaya investasi.
4.
Karyawan mendapatkan kepuasan kerja. Jika karyawan mendapatkan kepuasan kerja, maka akan meningkatkan semangat dan produktivitas kerja.
commit to user Bab II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 48
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
300 m
LAYOUT ALAT
200 m
T-01 16,88 m
T-01 16,88 m
T-01 16,88 m
T-01 16,88 m
T-01 16,88 m
T-01 16,88 m
T-01 16,88 m
T-01 16,88 m
T-01 16,88 m
T-01 16,88 m
T-07 27,43 m
T-07 27,43 m
T-07 27,43 m
T-07 27,43 m
T-03 14,42 m
T-07 27,43 m T-08 9,14 m
T-02 17,67 m
T-01 16,88 m
17m
8 ,5 m
N
HE-05 2,5 m
2m
SP01
HE-02 R
T-06 7,62 m
CP
6m
RB-01
5m
6 ,5 m
T-05 12,19 m
8,5 m
4m
VP-0 1
T-04 24,38 m
T-03 14,42 m
MD-01 HE-03 CD-01
MD-02 RB-02
6m
1m 1m
ACC- 01
AB HE-04
MD- 03 6m RB-03 CD-02 CD-03 ACC- 03
ACC-02
8 ,5 m 10m 1m
HE-01
SKALA 1 : 280
Keterangan : AB
= absorber
ACC = akumulator
T-01
= tangki klorin
CD
= kondenser
T-02
= tangki metana
CP
= kondenser parsial
T-03
= tangki metil klorida
HE
= heat exchanger
T-04
= tangki metilen klorida
MD
= menara destilasi
T-05
= tangki kloroform
N
= neutralizer
T-06
= tangki karbon tetraklorida
R
= reaktor
T-07
= tangki asam klorida
RB
= reboiler
T-08
= tangki natrium klorida
Gambar II.6
Tata Letak Peralatan Proses
commit to user Bab II Deskripsi Proses
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES
III.1. Tangki Penyimpanan Bahan Baku Tabel III.1 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Bahan Baku Spesifikasi Alat
T-01
T-02
Menyimpan klorin cair
Menyimpan metana selama 7
selama 30 hari
hari
Tipe
Tangki bola (spherical tank)
Tangki bola (spherical tank)
Jumlah
3 buah
1 buah
Suhu
300C
-146,270C
Tekanan
9,18 atm
3 atm
Kapasitas
47586,80 ft3 (4179,19m3)
Diameter
687,45 in (17,46 m)
585,61 in (14,87m)
Tebal
0,67 in (0,02 m)
1 in (0,03m)
Tebal isolasi
-
20,3 in (0,52 m)
Bahan konstruksi
Stainless steel SS 304
Carbon steel SA-283 grade C
Fungsi
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user 49
60283,07 ft3 (1722,31m3)
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
50 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun III.2. Tangki Penyimpanan Produk Tabel III.2 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Produk Spesifikasi
T-03
T-04
menyimpan metil klorida cair
menyimpan metilen klorida
selama 30 hari
cair selama 30 hari
Alat Fungsi
silinder tegak, flat bottom, Tipe
Tangki bola (spherical tank)
Jumlah
1 buah
1 buah
Suhu
0
30 C
300C
Tekanan
6,5 atm
1 atm
Diameter
567,69 ft (14,42m)
80 ft (24,38 m)
Tinggi
-
46,035ft (14,0315 m)
Jumlah course
-
5 buah
conical roof
Course 1 = 0,50 in (1,27 cm) Course 2 = 0,44 in (1,11 cm) Tebal course
-
Course 3 = 0,44 in (1,11 cm) Course 4 = 0,38 in ( 0,95 in) Course 5 = 0,38 in ( 0,95 in)
Tebal head
-
0,1875 in (0,48 cm)
Tinggi head
-
16,035 ft (4,89 m)
-
21,860
0,45in (0,01 m)
-
Carbon steel SA-283 grade C
Carbon steel SA-283 grade C
Tebal Bahan konstruksi
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
51 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Spesifikasi
T-05
T-06
menyimpan kloroform cair
menyimpan karbon tetraklorida
selama 30 hari
cair selama 30 hari
silinder tegak, flat bottom,
silinder tegak, flat bottom,
conical roof
conical roof
Jumlah
1 buah
1 buah
Suhu
0
30 C
300C
Tekanan
1 atm
1 atm
Diameter
40 ft (12,19 m)
25 ft (7,62 m)
Tinggi
36,24 ft (11,05 m)
18 ft (5,49 m)
Jumlah course
5 buah
3 buah
Alat Fungsi
Tipe
Course 1 = 0,31 in (0,79 cm)
Tebal course
Course 2 = 0,31 in (0,79 cm)
Course 1 = 0,25 in (0,63 cm)
Course 2 = 0,31 in (0,79 cm)
Course 2 = 0,25 in (0,63 cm)
Course 4 = 0,25 in (0,63 cm)
Course 3 = 0,19 in (0,48 cm)
Course 5 = 0,25 in (0,63 cm) Tebal head
0,13 in (0,32 cm)
0,19 in (0,48 cm)
Tinggi head
6,24 ft (1,90 m)
4,36 ft (1,33 m)
17,330
13,450
Carbon steel SA-283 grade C
Carbon steel SA-283 grade C
Bahan konstruksi
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
52 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Spesifikasi
T-07
T-08
menyimpan asam klorida cair
Menyimpan natrium klorida
selama 30 hari
selama 30 hari
silinder tegak, flat bottom,
Silinder tegak, flat bottom,
conical roof
conical roof
Jumlah
4 buah
1 buah
Suhu
0
30 C
300C
Tekanan
1 atm
1 atm
Diameter
90 ft (27,43 m)
30 ft (9,14 m)
Tinggi
56,74 ft (17,29 m)
12,07 ft (3,68 m)
Jumlah course
6 buah
2 buah
Alat Fungsi
Tipe
Course 1 = 0, 5 in (1,27 cm)
Course 1 = 0,25 in (0,63 cm)
Course2 = 0, 5 in (1,27 cm)
Course 2 = 0,25 in (0,63 cm)
Course 3 = 0,44 in (1,11cm) Tebal course
Course 4 = 0,44 in (1,11cm) Course 5 = 0,38 in (0,95 cm) Course 6 = 0,38 in (0,95cm)
Tebal head
0,13 in (0,32 cm)
0,13 in (0,32 cm)
Tinggi head
20,74 ft (6,32 m)
0,07 ft (0,02 m)
0
Bahan konstruksi
24,76
0,280
Stainless steel SS 304
Carbon Steel SA-283grade C
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
53 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun III.3. Reaktor Tabel III.3 Spesifikasi Reaktor Spesifikasi Alat Fungsi
Tipe
R Mereaksikan klorin dengan metana untuk membentuk klorometana Non adiabatis non isotermal multitube plugflow reactor
Design
1-1 Shell and Tube
Jumlah
1 buah
Suhu
300
450 0C
Tekanan
3 atm
Waktu tinggal
0,3528 detik
Panjang
6m Tube Side
Shell Side
Diameter dalam
0,91 in (0,02 m)
27 in (0,69 m)
Diameter luar
1 in (0,03 m)
27,06 in (0,69 m)
Jumlah tube = 614
Jumlah baffle = 26
Pitch =
Jarak antar baffle =
1,25 in (0,03 m)
15 in (0,38 m)
Jumlah pass
1
1
Bahan konstruksi
SA 213 TP 304
SA 213 TP 304
Ukuran pipa umpan klorin
14 in SN 40
Ukuran pipa umpan metana
14 in SN 40
Ukuran pipa produk
14 in SN 20
Ukuran pipa pendingin
22 in SN 40
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
54 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun III.4. Absorber Tabel III.4 Spesifikasi Absorber Spesifikasi Alat
AB
Fungsi
Menyerap HCl dari gas produk reaktor
Tipe
Menara bahan isian dengan bentuk shell silinder tegak, top & bottom torispherical head
Suhu
20,750C
55,850C
Tekanan
3 atm
Diameter
1,82 m
Tinggi menara
15,08 m
Tinggi packing
8,39 m
Tebal shell
0,38 in (0,95cm)
Tebal head
0,5 in (1,27cm)
Jenis packing
Ceramic raschig rings
Diameter packing
2 in
Bahan konstruksi
Stainless steel SS 304
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
55 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun III.5. Neutralizer Tabel III.5 Spesifikasi Neutralizer Spesifikasi Alat
N
Fungsi
Menghilangkan sisa HCl dengan mereaksikan dengan NaOH
Tipe
Menara bahan isian dengan bentuk shell silinder tegak, top & bottom torispherical head
Suhu
31,5 0C
31,59 0C
Tekanan
3 atm
Diameter
1,35 m
Tinggi menara
12,25 m
Tinggi packing
7,53 m
Tebal shell
0,25 in (0,63cm)
Tebal head
0,25 in (0,63cm)
Jenis packing
Ceramic raschig rings
Diameter packing
2 in
Bahan konstruksi
Stainless steel SS 304
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
56 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun III.6. Separator Tabel III.6 Spesifikasi Separator 1 Spesifikasi Alat
SP-01 Memisahkan fase uap dan
Fungsi
cair klorin untuk umpan reaktor Drum horizontal,
Tipe
torispherical head
Suhu
-5,64 0C
Tekanan
3 atm
Kapasitas
17,02 m3
Diameter shell
2,03 m
Panjangshell
7,23 m
Tebal shell
0,0048 m
Tebal head
0,0048 m
Tinggi head
0,0095 m
Tebal isolasi
0,1633 m
Bahan konstruksi
Stainless steel SS 304
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
57 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Tabel III.7 Spesifikasi Separator 2 Spesifikasi Alat
SP-02
Fungsi
Memisahkan metana dari klorometan untuk direcycle ke reaktor
Tipe
Drum vertikal, elliptical dished head
Suhu
30 0C
Tekanan
17 atm
Diameter
1,35 m
Volume drum
2,61 m3
Diameter dalam
1,07 m
Diameter luar
1,12 m
Tinggi drum
4,19 m
Tebal drum
0,005 m
Bahan konstruksi
Stainless steel SS 304
Tebal head
0,005 m
Lebar head
0,35 m
Pipa umpan ke throttle valve
0,11 m
Pipa umpan ke flash drum
0,11 m
Pipa keluar atas flash drum
0,08 m
Pipa keluar bawah flash drum
0,07 m
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
58 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun III.7. Menara Distilasi Tabel III.8 Spesifikasi Menara Distilasi Spesifikasi Alat
MD-01 Memisahkan metil klorid dari metilen
Fungsi
klorida, kloroform, karbon
MD-02 Memisahkan metilen klorid dari kloroform, karbon tetraklorida
tetraklorida
MD-03 Memisahkan kloroform dan karbon tetraklorida dari produk bawah MD-02
Menara dengan
Menara dengan
Menara dengan
plate,
plate,
plate, torispherical
torispherical head
torispherical head
head
Tekanan
3 atm
1 atm
1 atm
Diameter atas
36 in (0,92 m)
42 in
34 in (0,86 m)
Diameter bawah
50 in (1,27 m)
48 in
34 in (0,86 m)
Tinggi menara
12,13 m
40,45 m
47,96m
Tebal atas
0,25 in (0,64 cm)
0,25 in (0,64 cm)
9/16 in (1,43 cm)
Tebal bawah
0,38 in (0,95 cm)
0,69 in (1,75 cm)
1 8/16 in (3,81 cm)
Tebal head atas
0,25 in (0,64 cm)
Tebal head bawah
0,38 in(0,95 cm)
0,25 in (0,64 cm)
0,19in (0,5 cm)
Tinggi head atas
9,14 in
12,36 in
7,18in (0,18 m)
Tinggi headbawah
10,79 in
14,18 in
7,01in (0,18 m)
Carbon steel SA
Carbon steel SA
Carbon steel SA
283 grade C
283 grade C
283 grade C
Tipe plate
Sieve tray
Sieve tray
Sieve tray
Jumlah plate
11
67
65
Plate spacing
0,5 m
0,5 m
0,5 m
Plate ke-7 dari
Plate ke-30 dari
atas
atas
Tipe
Bahan konstruksi
Feed plate
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
0,19 in(0,5 cm)
commit to user
0,19in (0,5 cm)
Plate ke-32 dari atas
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
59 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun III.8. Kondensor Tabel III.9 Spesifikasi Kondensor Spesifikasi Alat
CD-01
Fungsi
Mengkondensasikan hasil atas MD-01
Tipe
Shell and Tube 1-2
Jumlah
1 buah
Duty
5.057.501,21 kJ/jam
Luas area transfer
65,15m2
panjang
2,44 m Tube Side
Shell Side
Fluida Dingin
Fluida Panas
Fluida
Klorin cair
Top MD-01
Suhu
-5,760C- 4,390C
13,480C
Tekanan
3 atm
Kapasitas (kg/jam)
5654,06
1341,54
Diameter luar
0,8 in
Diameter dalam
0,63 in
27 in
Jumlah pass
2
1
Jumlah tube = 488 Pitch = 1 in
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
Jarak antar baffle = 27 in
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
60 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Spesifikasi Alat
CD-02
Fungsi
Mengkondensasikan hasil atas MD-02
Tipe
Shell and Tube 1-2
Jumlah
1 buah
Duty
11.916.201,86 kJ/jam
Luas area transfer
212,24m2
panjang
7,0 m Tube Side
Shell Side
Fluida Dingin
Fluida Panas
Fluida
Klorin cair
TopMD-02
Suhu
4,390C 22,220C
39,730C
Tekanan
1 atm
Kapasitas (kg/jam)
22166,92
1494,25
Diameter luar
0,8 in
Diameter dalam
0,62 in
23,25 in
Jumlah pass
2
1
Jumlah tube = 506 Pitch = 1 in
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
Jarak antar baffle = 23,25 in
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
61 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Spesifikasi Alat
CD-03
Fungsi
Mengkondensasikan hasil atas MD-03
Tipe
Shell and Tube 1-2
Jumlah
1 buah
Duty
3431321,69 kJ/jam
Luas area transfer
437,90m2
panjang
7,0 m Tube Side
Shell Side
Fluida Dingin
Fluida Panas
Fluida
Klorin cair
Top MD-03
Suhu
27,220C 36,740C
60,740C
Tekanan
1 atm
Kapasitas (kg/jam)
22166,25
1881,85
Diameter luar
0,75 in
Diameter dalam
0,652 in
37 in
Jumlah pass
2
1
Jumlah tube = 1044 Pitch = 1 in
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
Jarak antar baffle = 37 in
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
62 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun III.9. Reboiler Tabel III.10 Spesifikasi Reboiler Spesifikasi Alat
RB-01
Fungsi
Menguapkan sebagian hasil bawah MD-01
Tipe
Kettle reboiler
Jumlah
1 buah
Duty
5.527.000 kJ/jam
Luas area transfer
158,289 ft2
Panjang
3,9624 m
Jumlah hairpin
8 Inner Pipe
Annulus
Fluida Panas
Fluida Dingin
Fluida
Gas produk reaktor
Bottom MD-01
Suhu
417,30C 293,760C
87,730C 91,460C
Tekanan
3 atm
Kapasitas (kg/jam)
33488,67 kg/jam
9220,48 kg/jam
Diameter luar
6,63 in
8,63 in
Diameter dalam
6,07 in
7,98 in
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
63 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Spesifikasi Alat
RB-02
Fungsi
Menguapkan sebagian hasil bawah MD-02
Tipe
Kettle reboiler
Jumlah
1 buah
Duty
11.989.730,43 kJ/jam
Luas area transfer
34,39m2
panjang
7,0 m Tube Side
Shell Side
Fluida Panas
Fluida Dingin
Fluida
Gas produk reaktor
Bottom MD-02
Suhu
293,760C 286,020C
63,960C 65,400C
Tekanan
3 atm
1 atm
Kapasitas (kg/jam)
33488,67 kg/jam
31678,78 kg/jam
Diameter luar
0,8 in
Diameter dalam
0,58 in
12 in
Jumlah pass
2
1
Jumlah tube = 82 Pitch = 1 in
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
Jarak antar baffle = 9 in
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
64 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Spesifikasi Alat
RB-03
Fungsi
Menguapkan sebagian hasil bawah MD-03
Tipe
Kettle reboiler
Jumlah
1 buah
Duty
3.431.136,39 kJ/jam
Luas area transfer
24,51m2
panjang
1,83 m Tube Side
Shell Side
Fluida Panas
Fluida Dingin
Fluida
Fluida Panas
Bottom MD-02
Suhu
Gas produk reaktor
85,84 0C - 85,91 0C
Tekanan
286,02 0C 136,78 0C
1 atm
Kapasitas (kg/jam)
3 atm
1341,64 kg/jam
Diameter luar
0,8 in
Diameter dalam
0,62 in
17,25 in
Jumlah pass
2
1
Jumlah tube = 224 Pitch = 1 in
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
Jarak antar baffle = 12,94 in
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
65 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun III.10. Akumulator Tabel III.11 Spesifikasi Akumulator Spesifikasi Alat
ACC-01
ACC-02
ACC-03
Fungsi
Menampung
Menampung
Menampung
distilat dari CD-01
distilat dari CD-02
distilat dari CD-03
Drum horisontal,
Drum horisontal,
Drum horisontal,
Torispherical
Torispherical
Torispherical
head
head
head
0
0
Tipe
Suhu
13,49 C
39,73 C
31,980C
Tekanan
3 atm
1 atm
1 atm
Kapasitas
5,46 m3
6,66 m3
0,06 m3
Diameter shell
1,39 m
1,40 m
0,31 m
Panjang shell
4,17 m
4,20 m
0,78 m
Tebal shell
0,31 in
0,19 in
0,19 in
Tebal head
0,5 in
0,19 in
0,19 in
Panjang head
0,28 m
0,27 m
0,14 m
Bahan konstruksi
Carbon steel SA
Carbon steel SA
Carbon steel SA
283 grade C
283 grade C
283 grade C
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
66 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun III.11. Penukar Panas Tabel III.12 Spesifikasi Penukar Panas Tipe Shell and Tube 1-2 Spesifikasi Alat
HE-01
HE-02
Fungsi
Memanaskan gas hasil atas
Memanaskan umpan metana
separator (SP-01)
sebelum masuk reaktor
Duty
9.489.819,50 kJ/jam
7.364.088,37 kJ/jam
Luas area transfer
336,87 ft2
376,24 ft2
Panjang
8 ft
6 ft Shell(Fluida Panas)
Fluida
Dowtherm A
Dowtherm A
Suhu
416,700C 346,530C
346,530C 308,460C
Tekanan
3 atm
3 atm
Kapasitas
80.000 kg/jam
80.000 kg/jam
Material
Carbon Steel SA 283
Carbon Steel SA 283
Tube(Fluida Dingin) Fluida
Klorin
Metana
Suhu
36,740C - 3000C
3,630C - 3000C
Tekanan
3 atm
3 atm
Kapasitas
7304,16 kg/jam
9744,50 kg/jam
Material
Stainless Steel SA 167
Carbon Steel SA 283
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
67 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Tipe Double Pipe Heat Exchanger Spesifikasi Alat
HE-03
HE-04
Fungsi
Memanaskan gas hasil
Mendinginkan suhu gas keluar
bawah CP menuju MD-01
reaktor menuju absorber
784361,52 kJ/jam
34439,75 kJ/jam
Duty
2
42,18 ft2
Luas area transfer
166,98 ft
Hairpin
4 x 3 in hairpin SN 40
4 x 3 in hairpin SN 40
Jumlah hairpin
10
1
Panjang hairpin
23 ft
23 ft Pipa Dalam (Fluida Panas)
Fluida
Hasil Bawah CP
Gas reaktor dari RB-03
Suhu
108,780C - 300C
800C 20,750C
Tekanan
17 atm
3 atm
Kapasitas
21093,45 kg/jam
33488,67 kg/jam
Annulus (Fluida Dingin) Fluida
Hasil Atas Netralizer
Hasil Atas Separator-2
Suhu
-2,960C 75,780C
-18,85 0C 7,380C
Tekanan
17 atm
3 atm
Kapasitas
14586,63 kg/jam
6506,812 kg/jam
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
68 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Spesifikasi Alat
HE-05
HE-06
Fungsi
Mendinginkan produk
Mendinginkan produk samping
samping CCl4 dari MD-03 ke
CHCl3 dari MD-03 ke tangki
tangki penyimpan
penyimpan
Duty
42.524,37 kJ/jam
47212,14 kJ/jam
Luas area transfer
59,71 ft2
36,68 ft2
Hairpin
3 x 2 in hairpin SN 40
4 x 3 in hairpin SN 40
Jumlah hairpin
8
1
Panjang hairpin
6 ft
20 ft Pipa Dalam (Fluida Panas)
Fluida
CCl4
CHCl3
0
0
Suhu
85,91 C - 35 C
61 0C - 350C
Tekanan
1 atm
1 atm
Kapasitas
1361,64 kg/jam
1881,85 kg/jam
Annulus (Fluida Dingin) Fluida Suhu
Air o
30 C
Air o
35 C
o
30 C -35 oC
Tekanan
1 atm
1 atm
Kapasitas
2034,61 kg/jam
2258,90 kg/jam
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
69 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Spesifikasi Alat
HE-07
HE-08
Fungsi
Mendinginkan produk
Mendinginkan produk
samping CH2Cl2 dari MD-02
keluaran reaktor dari RB-03
ke tangki penyimpan Duty
34887,99 kJ/jam
36305,55 kJ/jam
Luas area transfer
134,35 ft2
12,65 ft 2
Hairpin
3 x 2 in hairpin SN 40
4x3 in hairpin SN 40
Jumlah hairpin
9
1
Panjang hairpin
12 ft
23 ft Pipa Dalam (Fluida Panas)
Fluida
Produk CH2Cl2 dari top MD-
Gas produk keluar reaktor
02 0
Suhu
40 C - 350C
136,780C
800C
Tekanan
1 atm
3 atm
Kapasitas
5976,98 kg/jam
33624,65 kg/jam
Annulus (Fluida Dingin) Fluida
Air
Air
Suhu
300C - 350C
300C - 350C
Tekanan
1 atm
3 atm
Kapasitas
1669,24 kg/jam
1441,40 kg/jam
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
70 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun III.12. Pompa Tabel III.13 Spesifikasi Pompa Spesifikasi Alat
P-01
P-02
Fungsi
mengalirkan campuran cairan
- mengalirkan refluks cairan
P-03 mengalirkan campuran cairan
keluaran kondensor
dari akumulator
dari reboiler 1
1 (CD-01) ke
1 (ACC-01) ke
(RB-01) ke
akumulator 1
menara distilasi
menara distilasi 2
(ACC-01)
1 (MD-01)
(MD-02)
- mengalirkan produk samping CHCl3 dari ACC-03 ke tangki penyimpan (T03) Tipe
Pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal
Jumlah
2
2
2
Kapasitas
27,76 gpm
73,99 gpm
35,94 gpm
Power pompa
1,5 HP
10 HP
1,5 HP
Power motor
2 HP
10 HP
2 HP
Efisiensi pompa
30%
35%
30%
Efisiensi motor
77%
85%
88%
Nominal
2 in
2 in
2,5 in
ID pipa
1,94 in
1,88 in
2,12 in
OD pipa
2,38 in
2,38 in
2,88 in
A inside
60,62 in2
54,43 in2
70,70 in2
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
71 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Spesifikasi Alat
P-04
P-05
Fungsi
mengalirkan
- mengalirkan
P-06 mengalirkan
campuran cairan
refluks cairan
dari kondensor 2
dari akumulator
dari reboiler 2
(CD-02) ke
2 (ACC-02) ke
(RB-02) ke
akumulator 2
menara distilasi
menara distilasi 3
(ACC-02)
2 (MD-02)
campuran cairan
(MD-03)
- mengalirkan produk samping CHCl3 dari ACC-03 ke tangki penyimpan (T04) Tipe
Pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal
Jumlah
2
2
2
Kapasitas
24,49 gpm
89,36 gpm
11,96 gpm
Power pompa
1,5 HP
10 HP
2 HP
Power motor
2 HP
15 HP
2,5 HP
Efisiensi pompa
25%
40%
13%
Efisiensi motor
78%
87%
81%
Nominal
2 in
1,5 in
1,25 in
ID pipa
1,88 in
1,77 in
1,44 in
OD pipa
2,38 in
1,90 in
1,66 in
A inside
57,74 in2
54,43 in2
54,43 in2
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
72 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Spesifikasi Alat
P-07
P-08
Fungsi
mengalirkan
- Mengalirkan
P-09 mengalirkan
campuran cairan
refluks cairan
dari kondensor 3
dari akumulator
CCl4 dari reboiler
(CD-03) ke
3 (ACC-03) ke
3 (RB-03) ke
akumulator 3
menara distilasi
tangki penyimpan
(ACC-03)
3 (MD-03).
produk samping
(T-06)
- Mengalirkan produk samping CHCl3 dari ACC-03 ke tangki penyimpan (T05) Tipe
Pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal
Jumlah
2
2
2
Kapasitas
11,94 gpm
24,29 gpm
8,99 gpm
Power pompa
0,17 HP
5 HP
0,25 HP
Power motor
0,25 HP
10 HP
0,5 HP
Efisiensi pompa
12%
30%
10%
Efisiensi motor
78%
85%
79%
Nominal
1,5 in
0,25 in
0,25 in
ID pipa
1,50 in
0,30 in
0,30 in
OD pipa
1,90 in
0,54 in
0,54 in
A inside
50,40 in2
48,10 in2
20,61 in2
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
73 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Spesifikasi Alat Fungsi
P-10
P-11
P-12
Mengalirkan
Mengalirkan
Mengalirkan
klorin dari tangki
klorin dari
dowtherm A dari
penyimpan (T-
separator (SP-01)
HE-05 ke reaktor
01) ke vaporizer
ke vaporizer (V-
(V-01)
01)
Tipe
Pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal
Jumlah
2
2
2
Kapasitas
503,04 gpm
196,40 gpm
442,15 gpm
Power pompa
2 HP
20 HP
1 HP
Power motor
5 HP
50 HP
2 HP
Efisiensi pompa
62%
55%
60%
Efisiensi motor
82%
88%
80%
Nominal
8 in
5 in
6 in
ID pipa
7,37 in
5,5 in
6,29 in
OD pipa
8,63 in
5,62 in
6,62 in
A inside
22,61 in2
5,04 in2
9,82 in2
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM
IV.1. Unit Pendukung Proses Utilitas merupakan unit penunjang proses produksi untuk menjamin kelangsungan proses dalam suatu pabrik. Unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik metil klorida adalah : 1. Unit Pengadaan Air dan Pendingin Reaktor Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air dan pendingin untuk memenuhi kebutuhan sebagai berikut : a. Air pendingin b. Air proses c. Air konsumsi minum dan sanitasi d. Pendingin reaktor 2. Unit Pengadaan Udara Tekan Unit ini bertugas untuk menyediakan udara tekan untuk kebutuhan instrumentasi pneumatic dan untuk penyediaan udara tekan di bengkel. 3. Unit Pengadaan Steam Unit ini bertugas untuk menyediakan kebutuhan steam sebagai media pemanas untuk reboiler.
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium 74
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 75
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
4. Unit Pengadaan Listrik Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk peralatan proses, peralatan utilitas, peralatan elektronik atau listrik, AC, maupun untuk penerangan. Listrik disuplai dari PLN dan dari generator sebagai cadangan bila listrik dari PLN mengalami gangguan. 5. Unit Pengadaan Bahan Bakar Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk generator. 6. Unit Pengolahan Limbah Unit ini bertugas mengolah limbah gas dari proses produksi. 7. Unit Refrigerasi Unit ini bertugas menyimpan Nitrogen cair yang diperoleh dari PT. Kaltim Daya Mandiri sebagai pendingin untuk tangki Metana.
IV.1.1. Unit Pengadaan Air dan Pendingin Reaktor IV.1.1.1. Air Pendingin Sumber air diambil dari air tanah zone 2. Alasan digunakannya air sebagai media pendingin adalah karena faktor-faktor sebagai berikut : a.
Air dapat diperoleh dalam jumlah besar dengan biaya murah.
b.
Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya.
c.
Dapat menyerap panas per satuan volume yang tinggi.
d.
Tidak terdekomposisi.
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 76
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Air pendingin digunakan sebagai pendingin pada kondenser dan heat exchanger. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air pendingin : a.
Kesadahan (hardness) yang dapat menyebabkan kerak
b.
Adanya zat besi yang dapat menimbulkan korosi Penggunaan air pendingin akan melibatkan penggunaan
cooling tower yang berfungsi untuk mendinginkan kembali air pendingin yang telah digunakan sebagai media pendingin. Jumlah air tanah yang digunakan Tabel IV.1 Kebutuhan air pendingin Kebutuhan ( kg/jam )
No
Kode Alat
Alat
1.
HE-05
Cooler CCl4 ke storage
2032,8045
2. 3. 4.
HE-06 HE-07 HE-08
Cooler CHCl3 ke storage Cooler CH 2Cl2 ke storage Cooler gas keluar reaktor
2256,8954 1669,2432 1443,4015
Total kebutuhan air pendingin = 7402,3446 kg /jam Pengolahan air tanah Air yang berasal dari tanah biasanya sudah memenuhi persyaratan. Namun air tanah biasanya masih mengandung lumpur atau padatan serta material penyebab foaming, mengandung oksigen bebas dan asam sehingga harus melalui proses pengolahan terlebih dahulu. Tahapan pengolahan air tanah menjadi air pendingin meliputi : 1. Pengendapan, merupakan proses mekanis untuk memisahkan padatan atau lumpur yang terdapat dalam air dengan
commit to user
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 77
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
menggunakan gaya gravitasi. Pada bak pengendap dilengkapi dengan penyekat yang berfungsi untuk memisahkan padtan atau lumpur yang telah jatuh sehingga tidak terikut oleh aliran air. Pada waktu penyedotan air ke bak pengendap, dilakukan penginjeksian alum sebagai flokulan dan kalsium hipoklorit sebagai disinfektan. 2. Penyaringan, air dilewatkan melalui sand filter (pada tangki penyaring), untuk menyaring partikel-partikel kotoran halus yang masih ada. Kemudian air tersebut ditampung dalam tangki penampungan. Di bagian ini ditambahkan fosfat untuk mencegah timbulnya kerak dan dispersant untuk mencegah terjadinya penggumpalan/pengendapan fosfat. IV.1.1.2. Air Proses Pengolahan air proses Untuk kebutuhan air proses berasal dari air tanah. Hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air proses adalah : a.
Kesadahan (hardness) yang dapat menyebabkan kerak
b. Adanya zat besi yang dapat menimbulkan korosi Air proses ini digunakan untuk menyerap HCl pada absorber. Jumlah air proses yang dibutuhkan Jumlah air proses yang dibutuhkan adalah 22789,502 kg /jam atau dengan laju alir sebesar 22,926 m3 /jam.
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 78
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
IV.1.1.3. Air Konsumsi Umum dan Sanitasi Sumber air untuk keperluan konsumsi dan sanitasi berasal dari sumber air dalam tanah. Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium, kantor, dan perumahan. Air konsumsi dan sanitasi harus memiliki beberapa syarat, meliputi syarat fisik, kimia dan biologis sebagai berikut : -
Syarat fisik a. Suhu di bawah suhu udara luar b. Tak berwarna c. Tidak berbau dan tidak berasa
-
Syarat kimia a. Tidak mengandung zat organik maupun anorganik b. Tidak beracun
-
Syarat biologis Air tidak mengandung bakteri-bakteri terutama bakteri patogen. Jumlah air konsumsi dan sanitasi yang dibutuhkan Kebutuhan air konsumsi dan sanitasi dapat dilihat pada tabel IV.2 Tabel IV.2 Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi No 1. 2. 3. 4. 5.
Nama Unit Kebutuhan ( kg/hari) Perkantoran 10.000 Laboratorium 2.400 Kantin 3.000 Hydrant/Taman 1.540 Poliklinik 800 Jumlah air 17.740
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 79
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi = 17.740 kg/hari atau 739,1667 kg /jam atau dengan laju alir sebesar 0,7437 m3 /jam IV.1.1.4 Air Umpan Boiler Untuk kebutuhan umpan boiler, sumber air yang digunakan sama dengan air proses. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler antara lain: a. Kandungan yang dapat menyebabkan korosi. Korosi yang terjadi di dalam boiler disebabkan karena air mengandung larutan - larutan asam dan gas - gas yang terlarut. b. Kandungan yang dapat menyebabkan kerak (scale forming). Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi, yang biasanya berupa garam - garam karbonat dan silikat. c. Kandungan yang dapat menyebabkan pembusaan (foaming) Air dari proses pemanasan dapat menyebabkan pembusaan karena adanya zat-zat organik, anorganik, dan zat-zat tidak larut dalam jumlah besar. Jumlah air yang dibutuhkan untuk umpan boiler sebesar 2.399,5883 kg/jam. Jumlah air ini hanya pada awal start up pabrik, untuk kebutuhan selanjutnya hanya diperlukan air make up saja. Jumlah air untuk keperluan make up sebesar 320,0272 kg/jam. Sebagai cadangan ditambahkan sebanyak 20% dari kebutuhan.
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 80
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Pengolahan Air Pengolahan air konsumsi dan sanitasi Pengolahan air untuk kebutuhan konsumsi dan sanitasi merupakan unit yang terangkai dengan unit air proses. Proses pengolahan yang dilakukan meliputi proses pengendapan, flokulasi, penyaringan dan klorinasi. Pengendapan dilakukan untuk menghilangkan padatan dengan menggunakan gaya gravitasi. Sedangkan flokulasi bertujuan untuk menghilangkan kandungan karbonat dalam air dengan menambahkan tawas dan kaporit. Flok yang terbentuk dibuang dengan cara blow down, dan sisanya yang tidak terendapkan disaring. Ke dalam air produk penyaringan selanjutnya diinjeksikan 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. Pemompaan air tanah Untuk memompakan air tanah dengan jumlah di atas dan untuk mengatasi perbedaaan tekanan karena beda elevasi dan penurunan tekanan pada perpipaan, maka diperlukan jenis pompa dengan spesifikasi : Tipe
: Single Stage Centrifugal Pump
Jumlah
:1
Kapasitas
: 283,4096 gpm
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 81
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Power pompa
: 0,78 HP
Power motor
: 1 HP
Efisiensi pompa
: 74 %
Efisiensi motor
: 80 %
Bahan konstruksi
: Commercial steel
Pipa nominal
: 6 in
ID pipa
: 6,187 in
OD pipa
: 6,625 in
Luas area inside
: 1,62 ft2
Schedule number
: 10
Pengolahan air umpan boiler Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler meliputi : 1.
Kation Exchanger Kation exchanger berfungsi untuk mengikat ion-ion positif yang
terlarut dalam air lunak. Alat ini berupa silinder tegak yang berisi tumpukan butir-butir resin penukar ion. Resin yang digunakan adalah jenis C-300 dengan notasi RH2. Adapun reaksi yang terjadi dalam kation exchanger adalah: 2NaCl + RH2
RNa2 + 2 HCl ............................................ (45)
CaCO3 + RH2
RCa + H2CO3 ............................................ (46)
BaCl2 + RH2
RBa + 2 HCl
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
........................................... (47)
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 82
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Apabila resin sudah jenuh maka pencucian dilakukan dengan menggunakan larutan H2SO4 2%. Reaksi yang terjadi pada waktu regenerasi adalah: RNa 2 + H2SO4
RH 2 + Na 2SO4 ......................................... (48)
RCa + H2SO4
RH 2 + CaSO4
......................................... (49)
RBa + H2SO4
RH 2 + BaSO4
....................................... (50)
2.
Anion Exchanger Alat ini berfungsi untuk mengikat ion-ion negatif yang ada dalam
air lunak. Dan resin yang digunakan adalah jenis C - 500P dengan notasi R(OH)2. Reaksi yang terjadi di dalam anion exchanger adalah: R(OH)2 + 2HCl
RCl2 + 2 H2O
..................... (51)
R(OH)2 + H2SO 4
RSO4 + 2 H2O ..................... (52)
R(OH)2 + H2CO 3
RCO3 + 2 H2O ..................... (53)
Pencucian resin yang sudah jenuh digunakan larutan NaOH 4%. Reaksi yang terjadi saat regenerasi adalah:
3.
RCl2 + 2 NaOH
R(OH) 2 + 2 NaCl .................. (54)
RSO4 + 2 NaOH
R(OH) 2 + 2 Na2SO4 ................ (55)
RCO3 + 2 NaOH
R(OH) 2 + 2 Na2CO3 ................ (56)
Deaerasi Deaerasi merupakan proses penghilangan gas - gas terlarut,
terutama oksigen dan karbon dioksida dengan cara pemanasan menggunakan steam. Oksigen terlarut dapat merusak baja. Gas kemudian dibuang ke atmosfer.
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
gas ini
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 83
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
4.
Tangki Umpan Boiler Unit ini berfungsi menampung air umpan boiler dengan waktu
tinggal 24 jam. Ke dalam tangki ini ditambahkan bahan-bahan yang dapat mencegah korosi dan kerak, antara lain: a.
Hidrazin (N2H4) Zat ini berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa gas terlarut
terutama gas oksigen sehingga dapat mencegah korosi pada boiler. Adapun reaksi yang terjadi adalah: N2H4 (aq) + O 2 (g) b.
N2 (g) + 2 H2O (l)
........................... (57)
NaH2PO4 Zat ini berfungsi untuk mencegah timbulnya kerak. Reaksinya :
2 NaH2PO4 + 4 NaOH + 3 CaCO3
Ca3(PO4)2 + 3 Na2CO3 + 4 H2O (Powell,1954)
Skema pengolahan air yang digunakan di pabrik metil klorida dapat dilihat pada gambar berikut :
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 84
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Kapur Polyelektrolit Tawas
TU-05
Chlorine PWT - 01 BU- 01
Tanah
TF
PWT-02 -
TU-04
SP
CL
PWT - 05 BU- 03
Blow Down
PWT- 04
Air Rumah tangga dan Kantor
BU-02 PWT-03
PWT-06
Air pendingin gas buang NaH2PO 4 KE
Low pressure steam
AE TU-06
PWT-07
PWT-08
Hidrazine TU-07
D PWT-10
PWT-09
Gambar IV.1 Skema Pengolahan Air Tanah IV.1.1.4. Pendingin Reaktor Jenis pendingin yang digunakan pada reaktor klorinasi disini adalah Dowtherm A yang dapat dipakai pada kisaran suhu 204 oC-399 oC dengan tekanan 0-145 psig (Perry, ed.3). Kebutuhan Dowtherm A pada pabrik metil klorida ini adalah 80.000 kg /jam dengan suhu masuk reaktor 227oC. Setelah digunakan sebagai medium pemanas pada beberapa HE suhu Dowtherm A turun sehingga sebelum dikirim ke reaktor lagi Dowtherm A ini dipanaskan kembali dengan kondensat steam dari reboiler.
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 85
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Untuk menjaga kemungkinan kebocoran Dowtherm A pada saat distribusi, jumlah Dowtherm A dilebihkan sebanyak 10%. Jadi jumlah Dowtherm A yang dibutuhkan adalah sebanyak 88.000 kg /jam.
IV.1.2. Unit Pengadaan Udara Tekan Kebutuhan udara tekan untuk perancangan pabrik metil klorida ini diperkirakan sebesar 100 m3/jam dengan tekanan 59,7 psia dan suhu 30oC. Alat untuk menyediakan udara tekan berupa kompresor yang dilengkapi dengan dryer yang berisi silica gel untuk menyerap kandungan air sampai diperoleh kandungan air maksimal 84 ppm. Kompresor yang dibutuhkan Kapasitas
: 100 m3/jam
Tekanan suction
: 14,7 psia
Tekanan discharge
: 59,7 psia
Suhu udara
: 30° C
Jenis
: Single Stage Reciprocating Compressor
Efisiensi
: 80%
Daya kompresor
: 7,5 HP
Jumlah
:1
IV.1.3. Unit Pengadaan Steam Steam yang diproduksi pada prarancangan pabrik metil klorida ini digunakan sebagai media pemanas pada HE-08. Untuk memenuhi kebutuhan steam digunakan 1 buah boiler. Steam yang dihasilkan dari commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 86
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
boiler
ini adalah saturated steam yang mempunyai suhu
140oC dan
tekanan 3,6 atm. Jumlah steam yang dibutuhkan sebesar 1443,40 kg/jam. Untuk menjaga kemungkinan kebocoran steam pada saat distribusi dan make up blowdown pada boiler maka, jumlah steam dilebihkan sebanyak 20 %. Jadi jumlah steam yang dibutuhkan adalah 1732,08 kg/jam. Perancangan boiler : Dirancang untuk memenuhi kebutuhan steam Steam yang dihasilkan : T P
= 284 °F = 52,4 psia
Untuk tekanan < 200 psia, digunakan boiler jenis fire tube boiler. Menentukan luas penampang perpindahan panas Daya yang diperlukan boiler untuk menghasilkan steam dihitung dengan persamaan :
Daya
ms.( h hf ) 970,3 x 34 ,5
Dengan : ms
= massa steam yang dihasilkan (lb/jam)
h
= entalpi steam pada P dan T tertentu (BTU/lbm)
hf
= entalpi umpan (BTU/lbm)
dimana : ms = 4233,1918 lb/jam h = 921,7549 BTU/lbm Umpan air terdiri dari 20 % make up water dan 80 % kondensat. Make up water adalah air pada suhu 35 °C dan kondensat pada suhu 140 °C.
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 87
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
hf = 215,21995 BTU/lbm Jadi daya yang dibutuhkan adalah sebesar = 89,35 HP ditentukan luas bidang pemanasan = 12 ft 2/HP Total heating surface = 1.072,16 ft2 Perhitungan kapasitas boiler Q
= ms (h
hf)
= 4.233,19 (921,7549
215,2195)
= 2.990.900,0730 BTU/jam Kebutuhan bahan bakar Bahan bakar yang digunakan adalah gas purging metana Heating value (HV)
= 1030 BTU /ft 3
Densitas
= 0,042 lb /ft 3
Jumlah bahan bakar untuk memenuhi kebutuhan panas yang ada sebanyak 126,599 kg/jam. Spesifikasi boiler yang dibutuhkan : Kode
: B-01
Fungsi
: Memenuhi kebutuhan steam
Jenis
: Fire tube boiler
Jumlah
: 1 buah
Tekanan steam
: 14,70 psia (1 atm)
Suhu steam
: 284 oF (140 oC)
Efisiensi
: 80%
Bahan bakar
: Gas purging metana
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 88
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Kebutuhan bahan bakar
: 126,599 kg/jam
IV.1.4. Unit Pengadaan Listrik Kebutuhan tenaga listrik di pabrik metil klorida ini dipenuhi oleh PLN dan generator pabrik. Hal ini bertujuan agar pasokan tenaga listrik dapat berlangsung secara kontinyu meskipun ada gangguan pasokan dari PLN. Generator yang digunakan adalah generator arus bolak-balik dengan pertimbangan : 1. Tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar 2. Tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan dengan transformer. Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari : 1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas 2. Listrik untuk penerangan 3. Listrik untuk AC 4. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi IV.1.4.1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan keperluan pengolahan air dapat dilihat pada Tabel IV.3
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 89
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Tabel IV.3 Nama Alat
Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas Jumlah
HP
Total HP
P-01
1
1,5
1,5
P-02
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
10 1,5 1,50 10,00 2,00 0,1667 5 0,25 2 20 1 0,05 0,43 0,03 0,03 0,78 0,6 0,2 0,04 0,2 0,16 0,98 0,01 0,01 1,50 13,5
10 1,5 1,50 10,00 2,00 0,1667 5 0,25 2 20 1 0,05 0,43 0,03 0,03 0,78 0,6 0,2 0,04 0,2 0,16 0,98 0,01 0,01 1,50 13,5 73,44
P-03 P-04 P-05 P-06 P-07 P-08 P-09 P-10 P-11 P-12 PU-01 PU-02 PU-03 PU-04 PWT-01 PWT-02 PWT-03 PWT-04 PWT-05 PWT-06 PWT-07 PWT-08 PWT 09 PWT-10 KU-01 Jumlah
Jadi jumlah listrik yang dikonsumsi untuk keperluan proses dan utilitas sebesar 73,44 HP. Diperkirakan kebutuhan listrik untuk alat yang tidak terdiskripsikan sebesar ± 10 % dari total kebutuhan. Maka total kebutuhan listrik adalah 80,78 HP atau sebesar 59,41 kW.
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 90
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
IV.1.4.2 Listrik untuk penerangan Untuk menentukan besarnya tenaga listrik digunakan persamaan : L
a.F U .D
dengan : L
: Lumen per outlet
a
: Luas area, ft 2
F
: foot candle yang diperlukan (Tabel 13 Perry 6th ed)
U
: Koefisien utilitas (Tabel 16 Perry 6th ed)
D
: Efisiensi lampu (Tabel 16 Perry 6th ed)
Tabel IV.4 Jumlah Lumen berdasarkan luas bangunan Luas, Bangunan
m2
Luas, ft2
F
U
D
Lumen
Pos keamanan 1
600
6458,35
10
0,42
0,75
205026,87
Pos keamanan 1
150
1614,59
10
0,42
0,75
51256,72
Parkir 1
10725
115442,94
10
0,49
0,75
3141304,47
Taman
4200
45208,42
5
0,55
0,75
547980,89
Gedung Pertemuan
2437,5
26237,03
5
0,55
0,75
318024,63
Masjid
2887,5
31080,79
20
0,55
0,75
1506947,46
Kantin
1925
20720,53
20
0,51
0,75
1083426,28
2600
27986,17
35
0,6
0,75
2176701,88
Perpustakaan & Diklat
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 91
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Tabel IV.4 Jumlah Lumen berdasarkan luas bangunan Kantor
13750
148003,77
35
0,6
0,75 11511404,20
Poliklinik
2887,5
31080,79
20
0,56
0,75
1480037,68
Ruang kontrol
1200
12916,69
40
0,56
0,75
1230161,19
Laboratorium
2437,5
26237,03
40
0,56
0,75
2498764,92
Proses
3100
33368,12
30
0,59
0,75
2262245,58
Utilitas
2000
21527,82
10
0,59
0,75
486504,43
Area Tangki
38000
409028,60
10
0,51
0,75 10693558,06
Bengkel
1625
17491,35
40
0,51
0,75
1829161,25
Gudang
1625
17491,35
10
0,51
0,75
457290,31
Pemadam
1950
20989,63
10
0,51
0,75
548748,37
Limbah
13950
150156,55
10
0,51
0,75
3925661,45
Jalan
95900
1032259,01
10
0,51
0,75 26987163,63
Area perluasan
32400
348750,70
5
0,57
0,75
Jumlah
18620
200424,01
Pengolahan
4078955,53 77020325,78
Jumlah lumen : untuk penerangan dalam ruangan
= 4.540.6225,73 lumen
untuk penerangan bagian luar ruangan
= 31.614.100,05 lumen
Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu fluorescent 40 Watt dimana satu buah lampu instant starting daylight 40 W mempunyai 1.920 lumen (Tabel 18 Perry 6th ed.). Jadi jumlah lampu dalam ruangan
= 4.540.6225,73 / 1.920 = 23.650 buah
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 92
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Untuk penerangan bagian luar ruangan digunakan lampu mercury 100 Watt, dimana lumen output tiap lampu adalah 3.000 lumen (Perry 6th ed., 1994). Jadi jumlah lampu luar ruangan = 31.614.100,05 / 3.000 = 10.539 buah Total daya penerangan
= ( 40 W x 23.650 + 100 W x 10.539 ) = 1.999.900 W = 2.000 kW
IV.1.4.3 Listrik untuk AC Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 15.000 Watt atau 15 kW IV.1.4.4 Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 15.000 Watt atau 15kW. Tabel IV.5 Total kebutuhan listrik pabrik No. 1. 2. 3. 4.
Kebutuhan Listrik Tenaga listrik, kW Listrik untuk keperluan proses dan utilitas 59,41 Listrik untuk keperluan penerangan 2000 Listrik untuk AC 15 Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi 15 Total 2089,31 Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik
mempunyai efisiensi 90%, sehingga generator yang disiapkan harus mempunyai output sebesar 2110,41 kW. Dipilih menggunakan generator dengan daya 2200 kW, sehingga masih tersedia cadangan daya sebesar 89,59 kW. Jumlah kebutuhan listrik sebesar ini disuplai oleh PLN. Jika diasumsikan kapasitas commit generator 90% dari kapasitas total sehingga to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 93
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
spesifikasi generator yang dibutuhkan untuk menyuplai kebutuhan listrik di atas jika terjadi gangguan listrik dari PLN adalah sebagai berikut : Tipe
: AC Generator
Kapasitas
: 2200 kW
Tegangan
: 220 /360 volt
Efisiensi
: 80 %
Jumlah
: 1 buah
Bahan bakar : purge metana
IV.1.5. Unit Pengadaan Bahan Bakar Unit pengadaan bahan bakar mempunyai tugas untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar pada generator. Jenis bahan bakar yang digunakan adalah purge metana yang diperoleh dari hasil atas separator02. Pemilihan bahan bakar cair tersebut didasarkan pada alasan : 1. Mudah didapat 2. Mengurangi polusi udara 3. Mudah dalam penyimpanan Sifat fisik solar adalah sebagai berikut : Heating value
: 1030 BTU /ft3
Spesific gravity
: 0,042 lb /ft 3
Kebutuhan bahan bakar Untuk generator = 216907,62 ft3
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 94
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
IV.1.6. Unit Pengolahan Limbah Limbah
yang dihasilkan dari pabrik
metil klorida
dapat
diklasifikasi : 1. Bahan buangan cair 2. Bahan buangan padatan 3. Bahan buangan gas Pengolahan limbah ini didasarkan pada jenis buangannya : 1. Pengolahan bahan buangan cair Limbah cair yang dihasilkan pada pabrik metil klorida hanya berupa air sanitasi karena tidak dihasilkan limbah cair dari proses produksi. Pada pengolahan limbah cair, semua limbah cair yang berasal dari limbah domestik diolah di dalam Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) kecuali limbah oli bekas yang akan ditampung untuk dikirim ke badan yang berwenang. Limbah cair sebelum masuk ke IPAL dilewatkan melalui bak ekualisasi untuk menyamakan beban dalam pengolahan dengan jalan melakukan pengadukan pada limbah sehingga menjadi homogen, dari bak ekualisasi limbah masuk ke bak netralisasi untuk menetralkan pH agar tidak mengganggu lingkungan dan mempermudah proses pengendapan pada bak sedimentasi. Penetralan pH dilakukan dengan jalan penambahan Na2CO 3/H2SO4, setelah netral limbah dialirkan ke bak sedimentasi untuk mengendapkan kandungan solid yang terdapat di dalamnya dengan bantuan koagulan.
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 95
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Dari bak sedimentasi selanjutnya dilakukan penyaringan dengan menggunakan media penyaring berbutir seperti kerikil, pasir, dan juga ditambahkan karbon aktif untuk menghilangkan bau. Limbah kemudian dimasukkan ke dalam bak Bio Control untuk menguji apakah limbah tersebut sudah benar benar tidak mencemari lingkungan. Pengujian dilakukan dengan memasukkan ikan ke dalam bak Bio Control, bila ikan tersebut tetap hidup normal maka proses pengolahan air limbah dapat dikatakan berhasil dan air yang dihasilkan selanjutnya akan dibuang ke badan penerima air baik di selokan, ataupun di laut.
Bak Ekualisasi
Air Buangan
Bak Netralisasi
padatan
Bak Sedimentasi
Drying Bed
cairan
Filtrasi
Bak Bio
Badan Penerima Air Gambar IV.2 Skema Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL)
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 96
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
2.
Pengolahan bahan buangan padatan Limbah padat yang dihasilkan pada pabrik metil klorida
berasal dari limbah domestik dan IPAL. Limbah domestik berupa sampah-sampah dari keperluan sehari-hari seperti kertas dan plastik, sampah tersebut ditampung di dalam bak penampungan dan selanjutnya dikirim ke Tempat Pembuangan Akhir (TPA). Limbah yang berasal dari IPAL dipendam di dalam tanah yang dindingnya dilapisi dengan clay (tanah liat) agar bila limbah yang dipendam termasuk berbahaya tidak menyebar ke lingkungan sekitarnya. 3.
Pengolahan limbah gas Limbah gas berasal dari hasil pembakaran bahan bakar boiler
berupa CO2 dan H2O, serta gas buang dari deaerator. Gas tersebut dibuang ke udara melalui stack yang mempunyai tinggi minimal 4 kali tinggi
bangunan,
banyaknya
limbah
gas
yang
dibuang
dapat
diminimalisasi dengan jalan melakukan perawatan yang rutin terhadap mesin mesin produksi sehingga pembakarannya sempurna dan dapat meminimalisasi pencemaran udara. Unit ini bertugas mengolah limbah yang dihasilkan dari proses produksi agar tidak membahayakan lingkungan hidup.
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 97
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
IV.1.7. Unit Refrigerasi Kebutuhan refrigerasi untuk perancangan pabrik metil klorida ini sebesar 1001,17 kg/jam. Refrigerant yang digunakan adalah Nitrogen cair yang diperoleh dari PT. Kaltim Daya Mandiri. Spesifikasi tangki penyimpan Nitrogen cair Jenis
: Spherical tank
Volume tangki
: 3116,74 m3
Tekanan
: 3 atm
Suhu
: -248,4° C
Diameter tangki
: 18,13 m
Tebal tangki
: 0,0254 m
Jumlah
:1
IV.2. Laboratorium Laboratorium merupakan bagian yang sangat penting dalam menunjang kelancaran proses produksi dan menjaga mutu produk. Dengan data yang diperoleh dari laboratorium maka proses produksi akan selalu dapat dikontrol dan mutu produk akan selalu terjaga sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan. Di samping itu, laboratorium juga berperan dalam pengendalian pencemaran lingkungan. Laboratorium berada di bawah bidang produksi yang mempunyai tugas pokok antara lain : 1.
Sebagai pengontrol kualitas bahan baku dan pengontrol kualitas produk.
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 98
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
2.
Sebagai pengontrol terhadap proses produksi dengan melakukan analisa terhadap pencemaran lingkungan.
3.
Sebagai pengontrol terhadap mutu air pendingin, dan lain-lain yang berkaitan dengan proses produksi. Laboratorium melaksanakan kerja 24 jam sehari dalam kelompok
kerja shift dan non shift : 1.
Kelompok shift Kelompok ini melaksanakan tugas pemantauan dan analisa-analisa rutin terhadap proses produksi. Dalam melaksanakan tugasnya, kelompok ini menggunakan sistem bergilir, yaitu sistem kerja shift selama 24 jam dengan dibagi menjadi 4 shift. Masing-masing shift bekerja selama 8 jam.
2.
Kelompok non shift Kelompok ini mempunyai tugas melakukan analisa khusus yaitu analisa yang sifatnya tidak rutin dan menyediakan reagen kimia yang diperlukan di laboratorium. Dalam rangka membantu kelancaran pekerjaan kelompok shift, kelompok ini melaksanakan tugasnya di laboratorium utama dengan tugas antara lain :
a. Menyediakan reagen kimia untuk analisa laboratorium b. Melakukan analisa bahan buangan penyebab polusi c. Melakukan penelitian atau percobaan untuk membantu kelancaran produksi Dalam melaksanakan tugasnya, bagian laboratorium dibagi menjadi :
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 99
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
a. Laboratorium fisik b. Laboratorium analitik c. Laboratorium penelitian dan pengembangan
IV.2.1.
Laboratorium Fisik dan Analitik Bagian ini bertugas mengadakan pemeriksaan atau pengamatan terhadap sifat-sifat bahan baku dan produk. Pengamatan yang dilakukan yaitu antara lain :
IV.2.2.
-
Spesific gravity
-
Viskositas
-
Kandungan air
Laboratorium Penelitian dan Pengembangan Bagian
ini
bertujuan
mengadakan
penelitian,
contohnya
perlindungan terhadap lingkungan. Di samping mengadakan penelitian rutin, misalnya penelitian terhadap produk di unit tertentu yang tidak biasanya dilakukan penelitian guna mendapatkan alternatif lain terhadap penggunaan bahan baku. IV.2.3
Prosedur Analisa Bahan Baku dan Produk Utama Analisa bahan baku dan produk utama menggunakan Kromatografi Gas yaitu dengan cara, mengambil sampel gas klorin, metana dan metil klorida secukupnya kemudian dianalisa langsung menggunakan Kromatografi Gas. Prinsip kerja dari kromatografi gas yaitu :
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 100
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
1.
Gas pembawa dialirkan dari tangki bertekanan tinggi melalui alat pengatur tekanan yang dapat menentukan kecepatan aliran gas pembawa yang akan mengalir ke komponen yang lain.
2.
Sampel yang berupa gas dialirkan ke dalam kolom.
3.
Pada kolom, campuran zat penyusun mengalami pemisahan proses partisi melalui detektor yang mengirimkan signal ke recorder setelah mengalami amplifikasi.
4.
Sampel yang berupa gas dimasukkan ke injektor melalui katup.
5.
Di dalam injector, sampel mengalir dengan gas pembawa masuk kedalam kolom. Dengan alat ini dapat ditentukan komposisi produk di proses
maupun produk sebagai hasil samping, apakah sudah memenuhi kriteria sebagai produk atau belum. IV.2.4
Prosedur Analisa Proses dan Produk Samping Analisa proses dan produk samping menggunakan menggunakan Kromatografi Cairan Kinerja Tinggi (HPLC) yaitu dengan cara, mengambil sampel bahan baku metilen klorida, kloroform, karbon tetraklorida dan asam klorida secukupnya, kemudian dianalisa langsung dengan menggunakan Kromatografi Cairan Kinerja Tinggi (HPLC). Prinsip kerja dari HPLC yaitu : 1. Fasa gerak cair dipompa ke detektor melalui kolom. 2. Sampel bahan baku diinjeksi ke dalam aliran fasa gerak.
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 101
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
3. Solut yang telah berinteraksi dengan fasa diam akan keluar kolom dideteksi, kemudian direkam dalam bentuk kromatogram. Komputer digunakan untuk mengontrol kerja sistem HPLC, mengumpulkan dan mengolah data hasil pengukuran HPLC.
IV.2.5
Prosedur Analisa Air Untuk mengukur kualitas air yang digunakan, baik sebagai air minum, sanitasi ataupun Boiling Feed Water, digunakan analisa / alatalat sebagai berikut : 1.
pH meter elektrommagnetik, digunakan untuk mengetahui tingkat keasaman air.
2.
Nephelometer, yaitu alat untuk mengetahui tingkat kekeruhan dalam air.
3.
Analisa Total Hardness, yaitu untuk mengetahui jumlah kesadahan total (sementara dan tetap).
4.
Analisa Chlorine, yaitu untuk mengetahui kandungan chlor dalam air.
5.
Analisa Total Solid (padatan total), yaitu untuk mengetahui adanya kandungan padatan dalam air.
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 102
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
IV.3. Kesehatan dan Keselamatan Kerja Bahan-bahan yang dipakai dalam pabrik cukup berbahaya, oleh karena itu
diperlukan
disiplin
kerja yang
baik,
kesalahan dapat
mengakibatkan kecelakaan bagi manusia dan pabrik. Untuk setiap karyawan diberikan perlengkapan pakaian kerja seperti : safety clothes, safety helmet, sarung tangan, masker, safety shoes dan lain-lain.
commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN
V.1. Bentuk Perusahaan Pabrik metil klorida yang akan didirikan direncanakan mempunyai : Bentuk
: Perseroan Terbatas
Lapangan Usaha
: Industri Metil Klorida
Lokasi Perusahaan
: Bontang, Kalimantan Timur
Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan oleh beberapa faktor, yaitu : 1. Mudah untuk mendapatkan modal, yaitu dengan menjual saham perusahaan. 2. Tanggung jawab pemegang saham terbatas sehingga kelancaran produksi hanya dipegang pimpinan perusahaan. 3. Pemilik dan pengurus perusahaan terpisah satu sama lain. Pemilik adalah para pemegang saham sedangkan pengurus perusahaan adalah direksi beserta stafnya yang diawasi oleh Dewan Komisaris. 4. Kelangsungan perusahaan lebih terjamin, karena tidak terpengaruh dengan berhentinya pemegang saham, direksi beserta stafnya, karyawan perusahaan. 5. Efisiensi dari manajemen Para pemegang saham dapat memilih orang yang ahli sebagai Dewan Komisaris dan Direktur Utama yang cukup cakap dan berpengalaman. Bab V Manajemen Perusahaan
commit to user 103
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 104
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun 6. Lapangan usaha lebih luas Suatu perseroan terbatas dapat menarik modal yang sangat besar dari masyarakat, sehingga perseroan terbatas dapat memperluas usahanya. (Widjaja, 2003) Perseroan Terbatas (PT) didirikan dengan akta notaris berdasarkan Kitab Undang-Undang Hukum Dagang. Besarnya modal ditentukan dalam akta pendirian dan terdiri dari saham-saham. Pemilik PT adalah pemegang saham yang dipimpin oleh suatu direksi yang dipilih dari pemegang saham. Pembinaan personalia sepenuhnya diserahkan kepada direksi dengan memperhatikan hukum -hukum perburuhan.
V.2. Struktur Organisasi Struktur organisasi merupakan salah satu faktor penting yang dapat menunjang kelangsungan dan kemajuan perusahaan, karena berhubungan dengan komunikasi yang terjadi dalam perusahaan demi tercapainya kerjasama yang baik antar karyawan. Untuk mendapatkan sistem organisasi yang baik maka perlu diperhatikan beberapa azas yang dapat dijadikan pedoman, antara lain: a) Perumusan tujuan perusahaan dengan jelas b) Tujuan organisasi harus dipahami oleh setiap orang dalam organisasi c) Tujuan organisasi harus diterima oleh setiap orang dalam organisasi d) Adanya kesatuan arah (unity of direction) e) Adanya kesatuan perintah ( unity of command ) f) Adanya keseimbangan antara wewenang dan tanggung jawab
commit to user
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 105
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun g) Adanya pembagian tugas (distribution of work) h) Adanya koordinasi i) Struktur organisasi disusun sederhana j) Pola dasar organisasi harus relatif permanen k) Adanya jaminan jabatan (unity of tenure) l) Balas jasa yang diberikan kepada setiap orang harus setimpal dengan jasanya m) Penempatan orang harus sesuai keahliannya (Zamani, 1998) Dengan berpedoman pada azas tersebut maka diperoleh struktur organisasi yang baik yaitu System Line and Staff. Pada sistem ini garis kekuasaan lebih sederhana dan praktis. Demikian pula dalam pembagian tugas kerja seperti yang terdapat dalam sistem organisasi fungsional, sehingga seorang karyawan hanya akan bertanggung jawab pada seorang atasan saja. Untuk kelancaran produksi, perlu dibentuk staf ahli yang terdiri dari orangorang yang ahli di bidangnya. Bantuan pikiran dan nasehat akan diberikan oleh staf ahli kepada tingkat pengawas demi tercapainya tujuan perusahaan. Ada 2 kelompok orang yang berpengaruh dalam menjalankan organisasi garis dan staf ini, yaitu: 1. Sebagai garis atau lini yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas pokok organisasi dalam rangka mencapai tujuan.
commit to user Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 106
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun 2. Sebagai staf yaitu orang-orang yang melakukan tugas sesuai dengan keahliannya dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran-saran kepada unit operasional. (Zamani, 1998) Dewan perusahaan)
Komisaris dalam
mewakili
pelaksanaan
para
tugas
pemegang
saham
sehari-harinya.
(pemilik
Tugas
untuk
menjalankan perusahaan dilaksanakan oleh seorang Direktur Utama yang dibantu oleh Direktur Produksi dan Direktur Keuangan-Umum. Direktur Produksi membawahi bidang produksi dan teknik, sedangkan direktur keuangan dan umum membawahi bidang pemasaran, keuangan, dan bagian umum. Kedua direktur ini membawahi beberapa kepala bagian yang akan bertanggung jawab atas bagian dalam perusahaan, sebagai bagian dari pendelegasian wewenang dan tanggung jawab. Masing-masing kepala bagian akan membawahi beberapa seksi dan masing-masing seksi akan membawahi dan mengawasi para karyawan perusahaan pada masing-masing bidangnya. Karyawan perusahaan akan dibagi dalam beberapa kelompok regu yang dipimpin oleh seorang kepala regu dimana setiap kepala regu akan bertanggung jawab kepada pengawas masing - masing seksi. (Widjaja, 2003) Manfaat adanya struktur organisasi adalah sebagai berikut : a. Menjelaskan, membagi, dan membatasi pelaksanaan tugas dan tanggung jawab setiap orang yang terlibat di dalamnya b. Penempatan tenaga kerja yang tepat
commit to user Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 107
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun c. Pengawasan, evaluasi dan pengembangan perusahaan serta manajemen perusahaan yang lebih efisien. d. Penyusunan program pengembangan manajemen e. Menentukan pelatihan yang diperlukan untuk pejabat yang sudah ada f. Mengatur kembali langkah kerja dan prosedur kerja yang berlaku bila tebukti kurang lancar. Struktur organisasi pabrik metil klorida disajikan pada Gambar V.1
commit to user Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 108
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
commit to user Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 109
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun V.3.
Tugas dan Wewenang
V.3.1. Pemegang Saham Pemegang saham adalah beberapa orang yang mengumpulkan modal untuk kepentingan pendirian dan berjalannya operasi perusahaan tersebut. Kekuasaan tertinggi pada perusahaan yang mempunyai bentuk PT (Perseroan Terbatas) adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS). Pada RUPS, para pemegang saham berwenang: 1. Mengangkat dan memberhentikan Dewan Komisaris 2. Mengangkat dan memberhentikan Direktur 3. Mengesahkan hasil-hasil usaha serta neraca perhitungan untung rugi tahunan dari perusahaan. (Widjaja, 2003) V.3.2. Dewan Komisaris Dewan komisaris merupakan pelaksana tugas sehari-hari dari pemilik saham sehingga dewan komisaris akan bertanggung jawab kepada pemilik saham. Tugas-tugas Dewan Komisaris meliputi : 1. Menilai dan menyetujui rencana direksi tentang kebijakan umum, target perusahaan, alokasi sumber - sumber dana dan pengarahan pemasaran 2. Mengawasi tugas - tugas direksi 3. Membantu direksi dalam tugas - tugas penting (Widjaja, 2003)
commit to user Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 110
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun V.3.3. Dewan Direksi Direksi Utama merupakan pimpinan tertinggi dalam perusahaan dan bertanggung jawab sepenuhnya terhadap maju mundurnya perusahaan. Direktur utama bertanggung jawab kepada dewan komisaris atas segala tindakan dan kebijakan yang telah diambil sebagai pimpinan perusahaan. Direktur utama membawahi direktur produksi dan direktur keuangan-umum. Tugas direktur umum antara lain : 1. Melaksanakan kebijakan perusahaan dan mempertanggung jawabkan pekerjaannya secara berkala atau pada masa akhir pekerjaannya pada pemegang saham. 2. Menjaga kestabilan organisasi perusahaan dan membuat kelangsungan hubungan yang baik antara pemilik saham, pimpinan, karyawan, dan konsumen. 3. Mengangkat dan memberhentikan kepala bagian dengan persetujuan rapat pemegang saham. 4. Mengkoordinir kerja sama antara bagian produksi (direktur produksi) dan bagian keuangan dan umum (direktur keuangan dan umum). Tugas dari direktur produksi antara lain : 1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang produksi, teknik, dan rekayasa produksi. 2. Mengkoordinir, mengatur, serta mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepalakepala bagian yang menjadi bawahannya.
commit to user Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 111
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Tugas dari direktur keuangan antara lain: 1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang pemasaran, keuangan, dan pelayanan umum. 2. Mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepalakepala bagian yang menjadi bawahannya. V.3.4. Staf Ahli Staf ahli terdiri dari tenaga - tenaga ahli yang bertugas membantu direktur dalam menjalankan tugasnya, baik yang berhubungan dengan teknik maupun administrasi. Staf ahli bertanggung jawab kepada direktur utama sesuai dengan bidang keahlian masing - masing. Tugas dan wewenang staf ahli meliputi : 1. Mengadakan evaluasi bidang teknik dan ekonomi perusahaan. 2. Memberi masukan - masukan dalam perencanaan dan pengembangan perusahaan. 3. Memberi saran - saran dalam bidang hukum. V.3.5. Kepala Bagian Secara umum tugas kepala bagian adalah mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan garis wewenang yang diberikan oleh pimpinan perusahaan. Kepala bagian dapat juga bertindak sebagai staf direktur. Kepala bagian bertanggung jawab kepada Direktur Utama.
commit to user Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 112
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Kepala bagian terdiri dari: 1. Kepala Bagian Produksi Kepala Bagian Produksi bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang mutu dan kelancaran produksi serta mengkoordinir kepalakepala seksi yang menjadi bawahannya. Kepala bagian produksi membawahi seksi proses dan seksi utilitas. Tugas seksi proses antara lain : a. Mengawasi jalannya proses produksi b. Menjalankan tindakan seperlunya terhadap kejadian-kejadian yang tidak diharapkan sebelum diambil oleh seksi yang berwenang. Tugas seksi utilitas, antara lain : Melaksanakan dan mengatur sarana utilitas untuk memenuhi kebutuhan proses, air, steam, dan tenaga listrik. 2. Kepala Bagian Teknik Tugas kepala bagian teknik, antara lain: a. Bertanggung
jawab
kepada
direktur
produksi
dalam
bidang
pemeliharan, quality contol dan HSE, serta LITBANG. b. Mengkoordinir kepala - kepala seksi yang menjadi bawahannya Kepala Bagian teknik membawahi seksi pemeliharaan, seksi quality control dan HSE, serta seksi LITBANG. Tugas seksi pemeliharaan, antara lain : a. Melaksanakan pemeliharaan fasilitas gedung dan peralatan pabrik b. Memperbaiki kerusakan peralatan pabrik
commit to user Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 113
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Tugas seksi quality control bagian pengendalian & HSE : Menangani hal - hal yang dapat mengancam keselamatan pekerja dan mengurangi potensi bahaya yang ada. Tugas seksi quality control bagian laboratorium, antara lain: a. Mengawasi dan menganalisa mutu bahan baku dan bahan pembantu b. Mengawasi dan menganalisa mutu produksi c. Mengawasi hal - hal yang berhubungan dengan buangan pabrik d. Membuat laporan berkala kepada Kepala Bagian Produksi. Tugas seksi LITBANG meliputi: a. Memperbaiki mutu produksi b. Memperbaiki dan melakukan inovasi terhadap proses produksi c. Meningkatkan efisiensi perusahaan di berbagai bidang 3. Kepala Bagian Keuangan Kepala bagian keuangan ini bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang administrasi dan keuangan dan membawahi 2 seksi, yaitu seksi administrasi dan seksi keuangan. Tugas seksi administrasi : Menyelenggarakan pencatatan utang piutang, administrasi persediaan kantor dan pembukuan, serta masalah perpajakan. Tugas seksi keuangan antara lain : a. Menghitung penggunaan uang perusahaan, mengamankan uang, dan membuat ramalan tentang keuangan masa depan b. Mengadakan perhitungan tentang gaji dan insentif karyawan
commit to user Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 114
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun 4. Kepala Bagian Pemasaran Kepala Bagian Pemasaran bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang bahan baku dan pemasaran hasil produksi, serta membawahi 2 seksi yaitu seksi pembelian dan seksi pemasaran. Tugas seksi pembelian, antara lain : a. Melaksanakan pembelian barang dan peralatan yang dibutuhkan perusahaan dalam kaitannya dengan proses produksi b. Mengetahui harga pasar dan mutu bahan baku serta mengatur keluar masuknya bahan dan alat dari gudang. Tugas seksi pemasaran : a. Merencanakan strategi penjualan hasil produksi b. Mengatur distribusi hasil produksi 5. Kepala Bagian Umum Kepala Bagian Umum bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang personalia, hubungan masyarakat, dan keamanan serta mengkoordinir kepala-kepala seksi yang menjadi bawahannya. Kepala bagian umum membawahi seksi personalia, seksi humas, dan seksi keamanan. Seksi personalia bertugas : a. Membina tenaga kerja dan menciptakan suasana kerja yang sebaik mungkin antara pekerja, pekerjaan, dan lingkungannya supaya tidak terjadi pemborosan waktu dan biaya.
commit to user Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 115
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun b. Mengusahakan disiplin kerja yang tinggi dalam menciptakan kondisi kerja yang tenang dan dinamis. c. Melaksanakan hal - hal yang berhubungan dengan kesejahteraan karyawan. Seksi humas bertugas : Mengatur hubungan antara perusahaan dengan masyarakat di luar lingkungan perusahaan. Seksi Keamanan bertugas : a. Mengawasi keluar masuknya orang - orang baik karyawan maupun bukan karyawan di lingkungan pabrik. b. Menjaga semua bangunan pabrik dan fasilitas perusahaan c. Menjaga dan memelihara kerahasiaan yang berhubungan dengan intern perusahaan. V.3.6. Kepala Seksi Kepala seksi adalah pelaksana pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan rencana yang telah diatur oleh kepala bagian masing-masing agar diperoleh hasil yang maksimum dan efektif selama berlangsungnya proses produksi. Setiap kepala seksi bertanggung jawab kepada kepala bagian masing - masing sesuai dengan seksinya.
V.4
Pembagian Jam Kerja Karyawan Pabrik Metil Klorida ini direncakan beroperasi 330 hari dalam satu tahun dan proses produksi berlangsung 24 jam per hari. Sisa hari yang bukan hari libur digunakan untuk perawatan, perbaikan, dan shutdown. Sedangkan
commit to user
Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 116
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun pembagian jam kerja karyawan digolongkan dalam dua golongan yaitu karyawan shift dan non shift V.4.1. Karyawan non shift Karyawan non shift adalah karyawan yang tidak menangani proses produksi secara langsung. Yang termasuk karyawan harian adalah direktur, staf ahli, kepala bagian, kepala seksi serta karyawan yang berada di kantor. Karyawan harian dalam satu minggu akan bekerja selama 5 hari dengan pembagian kerja sebagai berikut : Jam kerja : Hari Senin
Kamis
: Jam 07.30
16.30
: Jam 07.30
17.00
: Jam 12.00
13.00
: Jam 11.00
13.00
Jam Istirahat : Hari Senin
Kamis
V.4.2. Karyawan Shift Karyawan shift adalah karyawan yang secara langsung menangani proses produksi atau mengatur bagian - bagian tertentu dari pabrik yang mempunyai hubungan dengan masalah keamanan dan kelancaran produksi. Yang termasuk karyawan shift ini adalah operator produksi, sebagian dari bagian teknik, bagian gedung dan bagian - bagian yang harus selalu siaga untuk menjaga keselamatan serta keamanan pabrik.
commit to user Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 117
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Para karyawan shift akan bekerja secara bergantian selama 24 jam sebagai berikut : Shift Pagi
: Jam 07.00
15.00
Shift Sore
: Jam 15.00
23.00
Shift Malam
: Jam 23.00
07.00
Untuk karyawan shift ini dibagi menjadi 4 regu (A / B / C / D) dimana tiga regu bekerja dan satu regu istirahat serta dikenakan secara bergantian. Untuk hari libur atau hari besar yang ditetapkan pemerintah, regu yang bertugas tetap harus masuk. Tabel V.1
Jadwal Pembagian Kelompok Shift
Hari
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
Regu A
P
P
S
S
M
M
X
X
Regu B
S
S
M
M
X
X
P
P
Regu C
M
M
X
X
P
P
S
S
Regu D
X
X
P
P
S
S
M
M
Jadwal untuk hari selanjutnya mengikuti urutan yang sudah ada. Setelah masuk shift malam, diberikan istirahat 2 hari untuk penyesuaian sebelum masuk shift pagi. Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor kedisiplinan para karyawannya dan akan secara langsung mempengaruhi kelangsungan dan kemajuan perusahaan. Untuk itu kepada seluruh karyawan perusahaan dikenakan absensi. Disamping itu masalah absensi digunakan oleh
commit to user Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 118
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun pimpinan perusahaan sebagai salah satu dasar dalam mengembangkan karier para karyawan di dalam perusahaan.
V.5.
Status Karyawan dan Sistem Upah Pada pabrik ini sistem upah karyawan berbeda - beda tergantung pada
status, kedudukan, tanggung jawab, dan keahlian. Menurut status karyawan dapat dibagi menjadi tiga golongan karyawan tetap, harian dan borongan. V.5.1. Karyawan Tetap Karyawan tetap yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan surat keputusan (SK) direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan kedudukan, keahlian, dan masa kerjanya. V.5.2. Karyawan Harian Karyawan harian yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi tanpa SK direksi dan mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan. V.5.3. Karyawan Borongan Karyawan borongan yaitu karyawan yang digunakan oleh pabrik bila diperlukan saja. Karyawan ini menerima upah borongan untuk suatu pekerjaan.
V.6
Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji
V.6.1. Penggolongan Jabatan 1. Direktur Utama
: Magister Ekonomi / Teknik
2. Direktur Produksi
: Sarjana Teknik Kimia
commit to user Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 119
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun 3. Direktur Keuangan dan Umum
: Sarjana Ekonomi
4. Kepala Bagian Produksi
: Sarjana Teknik Kimia
5. Kepala Bagian Teknik
: Sarjana Teknik Mesin
6. Kepala Bagian Pemasaran
: Sarjana Teknik Kimia/Ekonomi
7. Kepala Bagian Keuangan
: Sarjana Ekonomi
8. Kepala Bagian Umum
: Sarjana Sosial
9. Kepala Seksi
: Sarjana/Ahli Madya
10. Operator
: Ahli Madya/STM/SLTA/SMU
11. Sekretaris
: Sarjana/Akademi Sekretaris
12. Dokter
: Sarjana Kedokteran
13. Perawat
: Akademi Perawat
14. Lain-lain
: SLTA
V.6.2. Jumlah Karyawan dan Gaji Jumlah karyawan harus ditentukan secara tepat sehingga semua pekerjaan yang ada dapat diselesaikan dengan baik dan efisien. Tabel V.2 Perincian Jumlah Karyawan dan Gaji dalam Rupiah No
Jabatan
Jumlah
Gaji/bulan
Gaji/tahun
1
Direktur utama
1
50.000.000
600.000.000
2
Direktur produksi dan
1
30.000.000
360.000.000
1
30.000.000
360.000.000
teknik 3
Direktur keuangan dan umum
4
Staff ahli
2
20.000.000
480.000.000
5
Staff Litbang
2
15.000.000
360.000.000
6
Sekretaris
3
4.000.000
144.000.000
commit to user Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 120
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun No
Jabatan
Jumlah
Gaji/bulan
Gaji/tahun
7
Kepala Bagian
5
9.000.000
540.000.000
8
Kepala Seksi
12
6.000.000
864.000.000
9
Karyawan Proses
12
6.000.000
878.400.000
10
Karyawan Utilitas
24
6.000.000
1.728.000.000
11
Karyawan Pemeliharaan
5
3.500.000
336.000.000
12
Karyawan Pengendalian
8
4.000.000
384.000.000
13
Karyawan laboratorium
12
3.500.000
504.000.000
14
Karyawan pembelian
2
4.000.000
96.000.000
Karyawan safety dan 15
lingkungan
5
3.000.000
180.000.000
15
Karyawan Pemasaran
5
4.000.000
240.000.000
16
Karyawan Humas
4
4.000.000
192.000.000
17
Karyawan Penjualan
8
4.000.000
384.000.000
18
Karyawan Personalia
4
4.000.000
192.000.000
19
Karyawan Keamanan
12
3.000.000
432.000.000
20
Karyawan Administrasi
3
4.000.000
108.000.000
21
Medis
2
5.500.000
132.000.000
22
Paramedis
2
3.000.000
72.000.000
23
Sopir
4
2.000.000
96.000.000
24
Pesuruh
4
1.500.000
72.000.000
Total
V.7
159
9.752.400.000
Kesejahteraan Sosial Karyawan Kesejahteraan yang diberikan oleh perusahaan pada karyawan antara lain: 1. Tunjangan Tunjangan berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan karyawan yang bersangkutan
commit to user Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id 121
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang karyawan Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja 2. Cuti Cuti tahunan diberikan kepada setiap karyawan selama 35 hari kerja dalam 1 tahun. Cuti sakit diberikan pada karyawan yang menderita sakit berdasarkan keterangan dokter. 3. Pakaian Kerja Pakaian kerja diberikan pada setiap karyawan sejumlah 3 pasang untuk setiap tahunnya. 4. Pengobatan Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang diakibatkan oleh kerja ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan undang-undang yang berlaku. Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit tidak disebabkan oleh kecelakaan kerja diatur berdasarkan kebijaksanaan perusahaan. 5. Asuransi Tenaga Kerja Asuransi tenaga kerja diberikan oleh perusahaan bila jumlah karyawan lebih dari 10 orang atau dengan gaji karyawan lebih besar dari Rp. 1.500.000,00 per bulan.
commit to user Bab V Manajemen Perusahaan
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
BAB VI ANALISA EKONOMI
Pada prarancangan pabrik metil klorida ini dilakukan evaluasi atau penilaian investasi dengan maksud untuk mengetahui apakah pabrik yang dirancang ini menguntungkan dari segi ekonomi atau tidak. Bagian terpenting dari prarancangan ini adalah estimasi harga dari alat-alat, karena harga digunakan sebagai dasar untuk estimasi analisis ekonomi, di mana analisis ekonomi dipakai untuk mendapatkan perkiraan atau estimasi tentang kelayakan investasi modal dalam kegiatan produksi suatu pabrik dengan meninjau kebutuhan modal investasi, besarnya laba yang akan diperoleh, lamanya modal investasi dapat dikembalikan dalam titik impas. Selain itu, analisis ekonomi juga dimaksudkan untuk mengetahui apakah pabrik yang akan didirikan dapat menguntungkan atau tidak jika didirikan. Untuk itu pada prarancangan pabrik metal klorida ini, kelayakan investasi modal pada sebuah pabrik akan dianalisis meliputi : a.
Profitability
b.
% Profit on Sales (POS)
c.
% Return on Investment (ROI)
d.
Pay Out Time (POT)
e.
Break Event Point (BEP)
f.
Shut Down Point (SDP)
g.
Discounted Cash Flow (DCF)
Bab VI Analisa Ekonomi
commit to user 122
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
123 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Untuk meninjau faktor-faktor tersebut perlu diadakan penaksiran terhadap beberapa faktor, yaitu: 1. Penaksiran modal industri ( Total Capital Investment ) Capital Investment adalah banyaknya pengeluaran diperlukan untuk fasilitas
pengeluaran yang
fasilitas produktif dan untuk menjalankannya.
Capital Investment meliputi : Modal Tetap (Fixed Capital Investment) Modal Kerja (Working Capital) 2. Penentuan biaya produksi total (Total Production Costs), terdiri dari : a. Biaya pengeluaran (Manufacturing Costs) b. Biaya pengeluaran umum (General Expense) 3. Total pendapatan penjualan produk
VI.1
Penaksiran Harga Peralatan Harga peralatan pabrik dapat diperkirakan dengan metode yang
dikonversikan dengan keadaan yang ada sekarang ini. Penentuan harga peralatan dilakukan dengan menggunakan data indeks harga.
commit to user Bab VI Analisa Ekonomi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
124
Tabel VI.1 Indeks Harga Alat Cost Index, Tahun
Chemical Engineering Plant Index
1991
361,3
1992
358,2
1993
359,2
1994
368,1
1995
381,1
1996
381,7
1997
386,5
1998
389,5
1999
390,6
2000
394,1
2001
394,3
2002
390,4 (Peters & Timmerhaus, 2003)
Gambar VI.1
Chemical Engineering Cost Index
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
125 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Dengan asumsi kenaikan indeks linear, maka dapat diturunkan persamaan least square sehingga didapatkan persamaan berikut: Y = 3,6077 X - 6823,2 Dengan :
Y = Indeks harga X = Tahun pembelian
Dari persamaan tersebut diperoleh harga indeks di tahun 2015 adalah 446,34. Harga alat dan lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi (2015) dan dilihat dari grafik pada referensi. Untuk mengestimasi harga alat tersebut pada masa sekarang digunakan persamaan : Ex = Ey.
(Aries & Newton, 1955)
Dengan : Ex : Harga pembelian pada tahun 2015 Ey : Harga pembelian pada tahun referensi Nx : Indeks harga pada tahun 2015 Ny : Indeks harga tahun referensi
VI.2
Penentuan Total Capital Investment (TCI) Asumsi-asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam perhitungan analisis ekonomi : 1. Pengoperasian pabrik dimulai tahun 2017. 2. Proses yang dijalankan adalah proses kontinyu. 3. Kapasitas produksi adalah 42.500 ton/tahun.
commit to user Bab VI Analisa Ekonomi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
126 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
4. Jumlah hari kerja adalah 330 hari/tahun 5. Shut down pabrik dilaksanakan selama 35 hari dalam satu tahun untuk perbaikan alat-alat pabrik. 6. Umur alat - alat pabrik diperkirakan 10 tahun. 7. Nilai rongsokan (Salvage Value) adalah nol 8. Situasi pasar, biaya dan lain - lain diperkirakan stabil selama pabrik beroperasi 9. Upah buruh asing US $ 17 per manhour (www.pajak.net) 10. Upah buruh lokal Rp. 19.700,00 per manhour 11. Perbandingan jumlah tenaga asing : Indonesia = 5% : 95% 12. Harga bahan baku Klorin US$ 0,2100 / kg 13. Harga bahan baku Metana US$ 0,3299 / kg 14. Harga bahan tambahan Natrium Hidroksida US$ 0,3150/kg 15. Harga produk Metil Klorida US$ 0,8564 / kg 16. Harga produk Metilen Klorida US$ 1,1573 / kg 17. Harga produk Kloroform US$ 0,8101/ kg 18. Harga produk Karbon Tetraklorida US$ 1,3652/ kg 19. Harga produk Asam Klorida US$ 0,0984/ kg 20. Kurs rupiah yang dipakai Rp. 8.950,00 (Kurs pada 21 Oktober 2011, (www.bni.co.id)
commit to user Bab VI Analisa Ekonomi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
127 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
VI.2.1. Modal Tetap (Fixed Capital Investment) Tabel VI.2 Modal Tetap No
Keterangan
US $
Rp.
Total Harga(Rp)
1
Harga pembelian peralatan
17.305.361
-
154.882.978.438
2
Instalasi alat - alat
1.802.046
1.018.531
16.129.327.987
3
Pemipaan
7.007.956
1.239.660
62.722.445.804
4
Instrumentasi
3.475.374
190.975
31.104.789.124
5
Isolasi
429.059
167.522
3.840.241.367
6
Listrik
1.430.195
167.522
12.800.413.674
7
Bangunan
4.290.585
-
38.400.738.456
8
Tanah dan perbaikan
2.145.293
50.750.000.000
69.950.369.228
9
Utilitas
2.162.624
-
19.355.481.309
Physical Plant Cost 10.
Engineering &
40.048.492
50.752.784.210 409.186.785.386
8.009.698
10.150.556.842
81.837.357.078
48.058.190
60.903.341.052
491.024.142.464
3.364.073
4.263.233.874
34.371.689.972
12.014.548
15.225.835.263
122.756.035.616
63.436.811
80.392.410.188
648.151.868.052
Construction Direct Plant Cost 11. 12.
Contingency
Fixed Capital Invesment
commit to user Bab VI Analisa Ekonomi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
128 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
VI.2.2 Modal Kerja (Working Capital Investment) Tabel VI.3 Modal Kerja No.
Jenis
US $
Rp.
Total Rp.
5.424.924
-
48.553.070.365
7.656.791
205.936.549
1.
Persediaan bahan baku
2.
Persediaan bahan dalam proses
3.
Persediaan Produk
7.310.874
2.526.741.137
67.959.061.301
4.
Extended Credit
12.104.158
-
108.332.209.732
5.
Available Cash
7.310.874
2.526.741.137
67.959.061.301
22.154
Working Capital Investment (WCI) 32.172.983 5.061.139.006 293.009.339.249
Total Capital Investment (TCI) = FCI + WCI = Rp 941.161.207.301
commit to user Bab VI Analisa Ekonomi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
129 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
VI.3.
Biaya Produksi Total (Total Production Cost)
VI.3.1. Manufacturing Cost VI.3.1.1 Direct Manufacturing Cost (DMC) Tabel VI.4 No.
Jenis
Direct Manufacturing Cost US $
Rp.
Total Rp.
19.733.366
-
176.613.627.744
1.
Harga Bahan Baku
2.
Gaji Pegawai
-
3.884.400.000
3.884.400.000
3.
Supervisi
-
1.404.000.000
1.404.000.000
4.
Maintenance
4.440.577
4.823.544.611
44.566.706.662
5.
Plant Supplies
666.087
723.531.692
6.685.005.999
6.
Royalty & Patent
1.452.499
-
12.999.865.168
7.
Utilitas
-
8.606.137.763
8.606.137.763
Direct Manufacturing Cost (DMC) 26.292.528 19.441.614.066 254.759.743.335
VI.3.1.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC) Tabel VI.5 No.
Jenis
Indirect Manufacturing Cost US $
Rp.
Total Rp.
1.
Payroll Overhead
-
582.660.000
582.660.000
2.
Laboratory
-
384.440.000
384.440.000
3.
Plant Overhead
-
582.660.000
582.660.000
4.
Packaging
49.384.963
-
441.995.415.706
Indirect Manufacturing Cost (IMC) 49.384.963 1.553.760.000 443.549.175.706
commit to user Bab VI Analisa Ekonomi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
130 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
VI.3.1.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC) Tabel VI.6 No.
Fixed Manufacturing Cost
Jenis
US $
Rp.
Total Rp.
1.
Depresiasi
10.149.890 7.235.316.917
98.076.830.175
2.
Property Tax
1.268.736 1.607.848.204
12.963.037.361
3.
Asuransi
634.368
Fixed Manufacturing Cost (FMC)
482.354.461
12.052.994 9.325.519.582
6.159.949.040 117.199.816.576
Total Manufacturing Cost (TMC) = DMC + IMC + FMC = Rp (254.759.743.335+ 443.549.175.706+ 117.199.816.576) = Rp 815.508.735.617
VI.3.2. General Expense (GE) Tabel VI.7 No.
Jenis
US $
Rp. 4.489.000.000
Total Rp.
1.
Administrasi
2.
Sales
14.524.989
-
129.998.651.678
3.
Research
4.066.997
-
36.399.622.470
4.
Finance
3.596.732
2.326.131.446
34.516.880.404
22.188.718
6.815.131.446
205.404.154.553
General Expense
-
General Expense
(GE)
commit to user Bab VI Analisa Ekonomi
4.489.000.000
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
131 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
Biaya Produksi Total (TPC) = TMC + GE = Rp 810.676.467.416+ Rp 205.404.154.553 = Rp 1.020.912.890.170 VI.4. Keuntungan Produksi Penjualan selama 1 tahun : Metil Klorida
= US $ 36.392.213
Metilen Klorida
= US $ 54.768.067
Kloroform
= US $ 12.059.538
Karbon Tetraklorida
= US $ 14.707.342
Asam Klorida
= US $ 27.322.730
Total penjualan
= US $ 145.249.890 = Rp. 1.299.986.516.782
Biaya produksi total
= Rp. 1.015.661.258.406
Keuntungan sebelum pajak
= Rp. 284.325.258.376
Pajak = 25 % dari keuntungan = Rp. 70.950.086.191 (www.pajak.go.id) Keuntungan setelah pajak
= Rp. 213.375.172.186
VI.5. Analisa Kelayakan 1. % Profit on Sales (POS) POS adalah persen keuntungan penjualan produk terhadap harga jual produk itu sendiri. Besarnya POS pabrik metil klorida ini adalah : POS sebelum pajak = 21,47 % POS setelah pajak
= 16,11 %
commit to user Bab VI Analisa Ekonomi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
132 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
2. % Return on Investment (ROI) ROI adalah tingkat pengembalian modal dari pabrik ini. dimana untuk pabrik yang tergolong low risk. mempunyai batasan ROI minimum sebelum pajak sebesar 11 % ROI sebelum pajak = 43,06 % ROI setelah pajak
= 32,31 %
3. Pay Out Time POT POT adalah jumlah tahun yang diperlukan untuk mengembalikan Fixed Capital Investment berdasarkan profit yang diperoleh. Besarnya POT untuk pabrik yang beresiko rendah sebelum pajak adalah maksimal 5 tahun. POT sebelum pajak = 1,7 tahun POT setelah pajak
= 2,1 tahun
4. Break Event Point (BEP) BEP adalah titik impas. suatu keadaan dimana besarnya kapasitas produksi dapat menutupi biaya keseluruhan. Besarnya BEP untuk pabrik metil klorida ini adalah 42,24 % 5. Shut Down Point (SDP) SDP adalah suatu titik dimana pabrik mengalami kerugian sebesar Fixed Cost yang menyebabkan pabrik harus ditutup. Besarnya SDP untuk pabrik metil klorida ini adalah 17,02 %
commit to user Bab VI Analisa Ekonomi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
133 Prarancangan Pabrik Metil Klorida dari Metana dan Klorin dengan Proses Thermal Chlorination Kapasitas 42.500 Ton/Tahun
6. Discounted Cash Flow (DCF) DCF adalah perbandingan besarnya persentase keuntungan yang diperoleh terhadap capital investment dibandingkan dengan tingkat bunga yang berlaku di bank. Tingkat bunga simpanan di Bank Mandiri adalah 6,5 % (www.bankmandiri.co.id. 2011). dari perhitungan nilai DCF yang diperoleh adalah 29,18 %. Tabel VI.8 No.
Keterangan
1.
Return On Investment (% ROI)
2.
Analisa kelayakan Perhitungan
Batasan min 11 %
ROI sebelum pajak
43,06 %
ROI setelah pajak
32,31 %
(resiko rendah)
Pay Out Time (POT)
maks. 5 tahun
POT sebelum pajak
1,7 tahun
POT setelah pajak
2,1 tahun
3.
Break Even Point (BEP)
42,24 %
4.
Shut Down Point (SDP)
17,02 %
5.
Discounted Cash Flow (DCF)
29,18 %
(resiko rendah) 40
60 %
min. 6.5 % (Bunga simpanan di Bank Mandiri) min. 13 % (Bunga pinjaman di Bank Mandiri)
Dari analisis ekonomi yang telah dilakukan. dapat diambil kesimpulan bahwa pendirian pabrik metil klorida dengan kapasitas 42.500 ton /tahun layak dipertimbangkan untuk direalisasikan pembangunannya.
commit to user Bab VI Analisa Ekonomi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
134
Keterangan gambar : FC
: Fixed manufacturing cost
Va
: Variable cost
Ra
: Regulated cost
Sa
: Sales
SDP
: Shut down point
BEP
: Break even point
Gambar VI.2
Grafik Analisa Kelayakan
commit to user