TAHUN

PRARANCANGAN PABRIK STIRENA DENGAN PROSES DEHIDROGENASI ETILBENZENA KAPASITAS 60.000 TON/TAHUN

TUGAS AKHIR

Arum Sari (I.0505001) Mellyza C. (I.0505041)

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Stirena (C6H5C2H3) merupakan salah satu produk senyawa aromatik monomer yang saat ini semakin dibutuhkan. Hal ini terutama disebabkan oleh semakin meningkatnya permintaan produk – produk plastik yang menggunakan bahan dasar stirena. Kegunaan utamanya sebagai zat antara (intermediet) untuk pembuatan senyawa kimia lainnya dan untuk memperkuat industri hilir seperti :PolyStyrene (PS), Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS), Styrene Acrylonitrile (SAN), Styrene Butadiena Latex (SBL), Styrene Butadiene Rubber (SBR), Unsaturated Polyester Resins (UPR). Kebutuhan dunia akan stirena tiap tahunnya mengalami kenaikan seiring dengan peningkatan kebutuhan sebagai bahan baku untuk polystirena (+50%), ABS (+ 11 %), SAN (+ 1 %), SBR (+ 15 %), SBL (+ 12%), UPR (+ 11%) (anonim,2009). Meningkatnya permintaan dunia akan stirena selalu diikuti dengan peningkatan produksi pabrik stirena, namun produksi stirena di dalam dunia belum mampu sepenuhnya memenuhi konsumsi dunia akibat keterbatasan kapasitas pabrik yang telah berdiri. Khususnya di Asia Tenggara masih terdapat beberapa negara yang kekurangan akan stirena. Sedangkan di Indonesia, kebutuhan akan stirena sudah dapat terpenuhi oleh PT. Styrindo Mono Indonesia.

Untuk prospek ekspor pasar produk stirena untuk kawasan Asia masih cukup menjanjikan dengan negara tujuan ekspor adalah Malaysia, Thailand dan Filipina. Hal ini tentunya memberikan dampak positif terhadap peningkatan devisa bagi negara. Dari penjelasan di atas maka dapat ditarik kesimpulan bahwa : a. Pendirian pabrik stirena dapat diproyeksikan untuk orientasi ekspor mengingat kebutuhan dalam negeri telah dapat dipenuhi oleh PT. Styrindo Mono Indonesia. b. Mendukung berkembangnya pabrik hilir industri lain yang menggunakan stirena sebagai bahan pembantu maupun bahan baku. c. Membuka kesempatan lapangan kerja baru sehingga dapat menurunkan tingkat pengangguran di Indonesia. Dengan mendasarkan pada pertimbangan-pertimbangan tersebut diatas maka pendirian pabrik stirena di Indonesia dipandang masih cukup strategis.

1.2. Kapasitas Rancangan. Dalam menentukan kapasitas produksi yang menguntungkan digunakan beberapa pertimbangan, yaitu: 1) Ketersediaan bahan baku. 2) Kapasitas minimum pabrik. 3) Data impor stirena di negara tujuan ekspor (Malaysia, Filipina, dan Thailand).

1.2.1

Ketersediaan Bahan Baku Bahan baku merupakan faktor yang sangat penting untuk kelangsungan

produksi suatu pabrik dilihat dari ketersediaan maupun kontinuitasnya. Bahan baku pembuatan stirena adalah etilbenzena yang diperoleh dari PT Styrindo Mono Indonesia ( PT SMI ) yang berlokasi di Serang, Banten dengan kapasitas penjualan etilbenzena sebesar 150.000 ton/tahun. Sedangkan kebutuhan untuk produksi stirena pada pabrik yang akan didirikan sebesar 65.000 ton/tahun. Dengan alokasi sebesar 45% dari total kapasitas etilbenzena yang dijual oleh PT SMI diharapkan dapat menjamin ketersediaan dan kontinuitas bahan baku. Sedangkan untuk bahan pendukung lainnya seperti katalis Fe2O3 diperoleh dengan mengimpor dari Chemsource Enterprice,Pte, Ltd, Singapura.

1.2.2

Kapasitas Minimum Pabrik Untuk menentukan kapasitas pabrik yang akan didirikan harus

memperhatikan kapasitas pabrik sejenis dalam skala komersial yang sudah dibangun. Daftar pabrik stirena beserta lokasi dan kapasitas produksinya disajikan pada tabel1.1.

Tabel 1.1 Daftar Pabrik Stirena beserta Lokasi dan Kapasitas Produksinya No

Pabrik dan Lokasi

Kapasitas

Proses

(Ton/Tahun) 1

Chevron (St. James, La)

974.000

dehidrogenasi

2

Dow (Freeport, Texas)

644.000

dehidrogenasi

3

Sterling (Texas)

770.000

dehidrogenasi

4

Westlake (Lake Charles, La)

220.000

dehidrogenasi

5

Lyondell/Bayer (Roterdam, Bld)

640.000

oksidasi

6

CSPC (Guangdong, China)

560.000

oksidasi

7

Jilin Chemical (China)

140.000

dehidrogenasi

8

Guangzhou Petrochemical (China)

80.000

dehidrogenasi

9

Lanzhou Petrochemical (China)

30.000

dehidrogenasi

10

Panjin Chemical (China)

60.000

dehidrogenasi

11

Fushun Petrochemical (China)

40.000

dehidrogenasi

12

Dallian Petrochemical (China)

60.000

dehidrogenasi

13

Mitshubishi Chemical (Khasima, Japan)

400.000

dehidrogenasi

14

Asahi (Mizushima, Japan)

150.000

dehidrogenasi

15

Styrindo Mono Indonesia ( Indonesia)

200.000

dehidrogenasi

16

Idemitsu Stirena (Malaysia)

220.000

dehidrogenasi

17

Ellba Eastern (Singapura)

550.000

oksidasi

18

Seraya Chemical (Singapura)

315.000

oksidasi

19

Thai Petrochemical (Thailand)

150.000

dehidrogenasi

Sumber : CMAI,2008

Berdasarkan tabel 1.1 di atas pabrik stirena kapasitas minimum yang pernah dibangun adalah Lanzhou Petrochemical (China) dengan kapasitas sebesar 30.000 ton/tahun dan pabrik stirena dengan kapasitas terbesar adalah Chevron (St.James,La) dengan kapasitas 974.000 ton/tahun. Untuk pabrik yang ada di

Indonesia sendiri saat ini hanya satu yaitu PT. Styrindo Mono Indonesia dengan kapasitas 200.000 ton/tahun. Kapasitas pabrik yang didirikan direncanakan sebesar 60.000 ton/tahun.

1.2.3

Data Impor Stirena di Negara Tujuan Ekspor ( Malaysia, Filipina, dan Thailand) Stirena yang dihasilkan ditujukan untuk orientasi kebutuhan ekspor

dengan mengambil pasar di Asia Tenggara dengan negara tujuan Malaysia, Filipina dan Thailand. Impor stirena di negara tujuan ekspor disajikan pada tabel1.2 : Tabel 1.2 Data Impor Stirena di Negara Tujuan Ekspor Impor (ton) Tahun Malaysia Filipina Thailand 2004 2005 2006 2007

43.019

66.853

27.988

37.468

87.866

27.395

44.781

107.026

30.167

48.198

98.563

28.843

Sumber: (CMAI, 2008)

Gambar 1.1 Grafik Kebutuhan Stirena di Malaysia, Filipina dan Thailand Tahun 2004 – 2007 Pada tabel 1.2 dapat diketahui bahwa impor stirena di negara Malaysia, Filipina dan Thailand mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Peningkatan ini menunjukkan bahwa kebutuhan stirena di negara-negara tersebut semakin meningkat dari tahun ke tahun. Dari grafik gambar 1.1 dapat dilakukan pendekatan regresi linear, sehingga dapat diperoleh persamaan sebagai berikut : y1 = 2.285 x – 4.539.201 y2 = 11.429 x – 22.830.782,5 y3 = 533,7 x – 1.041.737,1 dengan :

y1 = jumlah kebutuhan stirena di Malaysia (ton/tahun) y2 = jumlah kebutuhan stirena di Filipina (ton/tahun) y3 = jumlah kebutuhan stirena di Thailand (ton/tahun)

x = tahun ke Jadi dapat diperkirakan kebutuhan stirena di negara Malaysia, Filipina dan Thailand pada tahun 2014 sebesar 62.789 ton, 187.223,5 ton, 33.134,7 ton sehingga dapat diketahui adanya kekurangan akan stirena yang besar. Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan di atas maka direncanakan pabrik stirena akan mulai produksi pada tahun 2014 dengan kapasitas 60.000 ton/tahun dan diharapkan akan dapat memenuhi sebagian kekurangan konsumsi negara Malaysia, Filipina dan Thailand akan stirena pada tahun 2014. Pertimbangan di atas berdasarkan bahan baku yang tersedia masih mencukupi yaitu sebesar 45 % dari kapasitas total etilbenzena yang dijual oleh PT. Styrindo Mono Indonesia. Penentuan kapasitas ini juga berdasarkan pertimbangan kapasitas pabrik yang telah didirikan serta kebutuhan pasar akan stirena.

1.3. Penentuan Lokasi Pabrik Pemilihan lokasi pabrik merupakan hal yang sangat penting dalam setiap perancangan suatu pabrik karena menyangkut kelangsungan dan keberhasilannya, baik dari segi ekonomi maupun teknis. Orientasi perusahaan dalam menentukan lokasi pabrik pada prinsipnya ditentukan berdasarkan pertimbangan pada letak geografis, teknis, ekonomis dan lingkungan. Dari pertimbangan tersebut lokasi pabrik dari prarancangan pabrik stirena ini dipilih kawasan industri Pulo Ampel di daerah Serang, Banten yang dekat dengan daerah penghasil bahan baku dengan pertimbangan sebagai berikut :

A. Faktor Primer a. Penyediaan Bahan Baku Bahan baku merupakan kebutuhan utama bagi kelangsungan suatu pabrik untuk beroperasi sehingga pengadaannya harus benar-benar diperhatikan. Sehingga diutamakan lokasi pabrik yang akan didirikan dekat dengan bahan baku. Hal ini dapat mengurangi biaya transportasi dan penyimpanan serta mengurangi investasi pabrik. Lokasi pabrik yang dipilih adalah kawasan industri Pulo Ampel di daerah Serang, Banten. Bahan baku etilbenzena yang digunakan diperoleh dari PT. Styrindo Mono Indonesia (PT. SMI) yang juga terletak di Serang, Banten. b.

Transportasi Transportasi bahan baku menuju Pulo Ampel cukup mudah, mengingat

fasilitas jalan tol Merak – Jakarta – Cikampek cukup memadai dan fasilitas umum transportasi seperti pelabuhan dan bandara tersedia dekat lokasi pabrik sehingga baik transportasi bahan baku maupun pemasaran hasil produksi untuk luar negeri tidak mengalami kesulitan. Banten mempunyai pelabuhan Merak, pelabuhan Ciwandan ,juga terdapat dermaga khusus (Dersus) di daerah Anyer dan di daerah Karangantu, Serang.

B. Faktor Sekunder a. Tenaga Kerja dan Tenaga Ahli Area kawasan industri Pulo Ampel berlokasi tidak jauh dari wilayah Jabodetabek yang memiliki banyak lembaga pendidikan formal maupun

nonformal sehingga memiliki potensi tenaga ahli maupun non ahli baik dari segi kualitas maupun kuantitas. Dengan didirikannya pabrik ini maka akan mengurangi tingkat pengangguran baik dari penduduk sekitar ataupun penduduk urban. b. Kebijakan Pemerintah dan Keadaan Masyarakat Pendirian suatu pabrik perlu mempertimbangkan kebijakan pemerintah yang terkait didalamnya. Kebijakan pengembangan industri dan hubungannya dengan pemerataan kerja dan hasil-hasil pembangunan. kawasan industri Pulo Ampel merupakan daerah yang telah disiapkan untuk kawasan industri sehingga sudah sesuai dengan kebijakan dari pemerintah. c. Utilitas · Penyediaan Energi Kawasan industri Pulo Ampel menyediakan fasilitas berupa fasilitas untuk memenuhi kebutuhan listrik dari PLTU Sulfindo dengan kapasitas 1050 MW yang mampu mensuplai kebutuhan tenaga listrik pabrik serta menggunakan generator yang dibangun sendiri sebagai cadangan. · Penyediaan Air Kebutuhan air pabrik meliputi air pendingin proses, air umpan boiler, air konsumsi umum dan sanitasi serta air pemadam kebakaran diperoleh dari PT.Sauh Bahtera Samudera yang berada di kawasan industri. · Penyediaan Steam Kebutuhan steam sebagai media pemanas pada reboiler dipenuhi oleh boiler yang menggunakan bahan bakar hasil atas separator.

· Penyediaan Udara Tekan Penyediaaan

udara

tekan

bertujuan

untuk

memenuhi

kebutuhan

instrumentasi, untuk penyediaan udara tekan di bengkel, dan untuk kebutuhan umum yang lain. · Penyediaan Bahan Bakar Kebutuhan bahan bakar untuk kebutuhan generator yang berupa IDO (Industrial Diesel Oil) dapat diperoleh dari Pertamina. · Pengolahan Limbah Limbah yang dihasilkan oleh pabrik berupa limbah cair yang diolah terlebih dahulu di unit pengolahan limbah cair kemudian dibuang.

Peta Lokasi

PT SMI

LOKASI

Gambar 1.2 Lokasi Rencana Pendirian Pabrik 1.4. Tinjauan Pustaka 1.4.1. Pemilihan Proses Macam–macam Proses Pembuatan Stirena 1. Dehidrogenasi Katalitik Dehidrogenasi katalitik adalah reaksi langsung dari etilbenzena menjadi stirena, cara tersebut adalah proses pembuatan stirena yang banyak dikembangkan dalam produksi komersial. Reaksi terjadi pada fase uap dimana gas umpan melewati katalis Fe2O3 padat. Reaksi bersifat endotermis dan merupakan reaksi kesetimbangan (Mc. Ketta, 1980). Reaksi yang terjadi : C6H5CH2CH3

↔ C6H5CH = CH2 + H2

Diperoleh yield yang rendah jika reaksi ini berlangsung tanpa menggunakan katalis. Temperatur reaktor 537–6650C pada tekanan 0,27-1,3 atm (US Patent 6.096.937). Konversi etilbenzena mencapai 97% (Wenner Dybdal, 1948) dengan selektivitas pembentukan stirena 93-97% (Mc. Ketta, 1980).

2. Oksidasi Etilbenzena Menurut Kirk Othmer (1994), proses ini ada dua macam yaitu dari Union Carbide dan Halogen Internasional. Proses dari Union Carbide mempunyai dua produk yaitu stirena dan acetophenon. Menggunakan katalis acetate diikuti dengan reaksi reduksi menggunakan katalis chrome-besi-tembaga kemudian dilanjutkan dengan reaksi hidrasi alkohol menjadi stirena dengan katalis titania pada suhu 250 - 280oC.

Reaksi yang terjadi berturut – turut adalah sebagai berikut : C6H5CH2CH3 + O2

→ C6H5COCH3 + H2O

C6H5COCH3 + CH2CHCH3 → H2COCHCH3 + C6H5CH(OH)CH3 C6H5CH(OH)CH3 → C6H5CH = CH2 + H2O Kekurangan proses ini adalah terjadinya korosi pada tahap oksidasi. Proses Halogen Internasional menghasilkan stirena dan propilenaoxide. Yaitu proses mengoksidasi

etilbenzena

menjadi

etilbenzena

hidroperoxide

kemudian

direaksikan dengan propilena membentuk propilenaoxide dan α-phenil-etilalkohol kemudian didehidrasi menjadi stirena. Perbandingan kedua proses disajikan pada tabel 1.3. Dari uraian proses pembuatan stirena tersebut, maka pabrik stirena dirancang dengan proses dehidrogenasi katalitik dengan menggunakan katalis Fe2O3 dengan alasan sebagai berikut : 1.

Proses dehidrogenasi adalah proses yang paling sederhana.

2.

Proses dehidrogenasi katalitik yang paling banyak dipakai secara komersial.

3.

Hasil samping berupa toluena dan benzena bisa dijual sehingga dapat menambah keuntungan.

4.

Tekanan yang digunakan rendah, sehingga lebih aman.

5.

Selektivitas tinggi, sehingga pembentukan produk utama akan semakin besar.

6.

Kebutuhan bahan pembantu sedikit.

Tabel 1.3 Perbandingan Proses Dehidrogenasi dan Oksidasi Etilbenzena Parameter

Proses Dehidrogenasi

Proses Oksidasi

Katalitik Etilbenzena

Etilbenzena

Suhu reaksi

537 – 6650C

250 – 2800C

Tekanan

0,27 – 1,3 atm

8,16 – 15 atm

Hasil konversi

97 %

25 – 30 %

Selektivitas

93 – 97 %

70 %

Katalis yang digunakan

Fe2O3

Acetat, krom, besi, tembaga, dan titania

Kebutuhan bahan pembantu

Katalis

Propilena, oksigen, hidrogen, dan bermacam-macam katalis

Keuntungan

Tekanan rendah

Suhu reaksi rendah

Konversi lebih tinggi Selektivitas tinggi Kebutuhan bahan pembantu sedikit Kekurangan

Suhu reaksi tinggi

Tekanan tinggi Konversi lebih rendah Selektivitas rendah Kebutuhan bahan pembantu lebih banyak

1.4.2. Tinjauan Proses Dehidrogenasi Secara Umum Dehidrogenasi adalah salah satu reaksi yang penting dalam industri kimia meskipun penggunaannya relatif sedikit bila dibandingkan dengan proses hidrogenasi. Reaksi dehidrogenasi adalah reaksi yang menghasilkan komponen yang berkurang kejenuhannya dengan cara mengeliminasi atom hidrogen dari suatu senyawa menghasilkan suatu senyawa yang lebih reaktif. Pada prinsipnya semua senyawa yang mengandung atom hidrogen dapat dihidrogenasi, tetapi umumnya yang dibicarakan adalah senyawa yang mengandung carbon seperti hidrokarbon dan alkohol. Proses dehidrogenasi kebanyakan berlangsung secara endotermis yaitu membutuhkan panas. Dehidrogenasi adalah reaksi yang bersifat endotermis yaitu membutuhkan panas untuk terjadinya reaksi dan suhu yang tinggi diperlukan untuk mencapai konversi yang tinggi pula. Reaksi dehidrogenasi yang sering digunakan dalam skala besar adalah dehidrogenasi etilbenzena menjadi stirena. Reaksi pembentukan stirena dari etilbenzena : C6H5CH2CH3

C6H5 CH= CH2 + H2

Pada umumnya reaksi dehidrogenasi terhadap senyawa hidrokarbon membutuhkan temperatur tinggi agar tercapai kesetimbangan dan kecepatan reaksi yang lebih sehingga proses ini dapat berlangsung dengan baik pada fase gas. Reaksi dehidrogenasi dalam fase gas hanya sesuai dilakukan pada senyawa hidrokarbon tertentu. Senyawa tersebut harus mempunyai stabilitas termal yang cukup untuk menghindari terjadinya dekomposisi yang tidak diinginkan.

Reaksi dehidrogenasi merupakan reaksi endotermis. Panas untuk reaksi ditambahkan melalui pipa-pipa dan pemanasan umpan. Proses dehidrogenasi ini membutuhkan supplay panas untuk menjaga suhu reaksi. Pemilihan katalis didasarkan atas kondisi reaksi yang bersifat highly endothermic. Katalis yang digunakan adalah Fe2O3 yang cocok digunakan pada reaksi suhu tinggi (550– 670oC). Katalis menurun keaktifannya seiring dengan berkurangnya umur hidup katalis sehingga secara periodik perlu dilakukan regenerasi katalis (Ullmans, 1989).

1.4.3. Sifat Fisis dan Kimia Senyawa yang Terlibat 1. Bahan Baku : A. Etilbenzena Sifat Fisis (Ullman’s,2002) : §

Wujud

: Cair

§

Berat Molekul

: 106,168 gram / mol

§

Densitas pada 25 °C

: 0,86262 gram / mL

§

Titik beku

: - 94,949 °C

§

Titik didih pada 1 atm

: 136,2 °C

§

Kelarutan dalam air

: 0,001 % berat

§

Kapasitas panas

: untuk gas ideal = 1169 J/kg °K untuk cairan = 1752 J/kg °K

§

Tekanan kritis

: 36,09 bar

§

Suhu kritis

: 344,02 °C

§

Faktor aksentrik

: 0,3026

§

Kompresibilitas kritis

: 0,263

§

Flash point

: 15 °C

§

Refraktif indeks pada 25 °C

§

Surface tension

: 28,48 mN/m

§

Viskositas pada 25 oC

: 0,6317 cp

1,4932

Sifat Kimia (Ullman’s,2002) : 1. Reaksi Dehidrogenasi Proses ini dilakukan pada fase gas dengan katalis Fe2O3 dan membutuhkan panas. Reaksi yang terjadi : C6H5CH2CH3 → C6H5 = CH2 + H2 ∆H (650 °C) = 117,44 kJ/mol Etilbenzena

Stirena

Hidrogen

2. Reaksi Oksidasi Reaksi oksidasi menghasilkan etilbenzena hidroperokside . Reaksi yang terjadi : C6H5CH2CH3 + O2 → C6H5CH(OOH)CH3 Reaksi fase cair dengan udara digelembungkan melalui cairan terhadap katalis. Hidroperoksida merupakan senyawa yang tidak stabil, maka kemungkinan kenaikan temperatur harus dihindari karena akan terjadi dekomposisi. Polietilbenzena merupakan produk samping dari pembuatan etilbenzena.

3. Reaksi Hidrogenasi Dapat terjadi dengan bantuan katalis Ni, Pt, atau Pd menghasilkan etilsiklohexana. Reaksi yang terjadi : C6H5CH2CH3 + 3H2

→ C6H11C2H5

Etilbenzena

Etilsiklohexana

4. Reaksi Halogenasi Dapat terjadi dengan adanya bantuan panas atau cahaya. Reaksi yang terjadi : 2C6H5CH2CH3 + Cl2 → C6H5CH-ClCH3 Etilbenzena

1-chloro-2phenilethana

+

C6H5CH2Cl

2-chloro phenilethana

2. Produk : Stirena Sifat Fisis (Ullman’s,2002) : §

Wujud

: Cair

§

Berat molekul

: 104,152 gram / mol

§

Densitas pada 25oC

: 0,8998 gram / mL

§

Volume kritis

: 3,37 mL/gram

§

Tekanan kritis

: 38,4 bar

§

Titik didih pada 1 atm

: 145 °C

§

Suhu kritis

: 362,1 °C

§

Flash point

: 31,1 °C

§

Kelarutan dalam air

: 0,032 % berat

§

Panas pembakaran 25°C

: -4,263 MJ/mol

§

Panas pembentukan gas (250C)

: 147,4 kJ/mol

§

Panas penguapan 25°C

: 421 J/g

§

Faktor aksentrik

: 0,257

§


: 0,6719 cp

Sifat Kimia (Ullman’s,2002) : 1. Polimerisasi stirena menjadi polivinilbenzena Reaksi yang terjadi : nC6H5CH = CH2 + O3 → (CHCH2 )n -C6H5 2. Stirena ditambah ozon menjadi benzaldehida Reaksi yang terjadi : C6H5CH = CH2 + O2 → C6H5CHO 3. Alkilasi stirena dengan methanol menjadi metilether Reaksi yang terjadi : C6H5CH = CH2 + CH3OH → C6H5-CH(OCH3)CH3

3. Produk Samping A. Benzena Sifat Fisik (Kirk Othmer, 1983) : §

Wujud pada 25oC

: cair

§

Berat molekul

: 78,114 gram / mol

§

Berat jenis

: 0,8729 gram/cm3

§

Titik didih pada tekanan 1 atm

: 80,10 oC

§

Tekanan uap pada 25oC

: 873,700 kPa

§

Viskositas pada 25oC

: 0,6071 cp

§

Tegangan permukaan pada 25oC

: 28,180 dyne/cm

§

Temperatur kritis

: 289,0 oC

§

Tekanan kritis

: 48,6 atm

§

Flash point

: -11,1oC

§

Panas pembentukan

: 48,66 kJ/gmol

§

Panas peleburan

: 9,874 kJ/kmol

§

Panas penguapan pada 80oC

: 33,847 kJ/kmol

§

Panas pembakaran pada 25oC

: -3267,6 kJ/gmol

§

Kelarutan dalam air pada 25oC

: 0,180 gram/100 gram air

Sifat Kimia (Ullman’s,2002): §

Benzena adalah sumber senyawa organik yang banyak digunakan sebagai senyawa antara

§

Pembentukan benzena terjadi pada temperatur diatas 5000C

§

Alkilasi katalitik benzena dengan etilen menghasilkan etilbenzena

§

Alkilasi katalitik pada fase gas benzena dan propena menghasilkan cumene

B. Toluena Sifat Fisik (Ullman’s,2002): §

Wujud pada 25oC

: cair

§

Berat molekul

: 92,141 gram / mol

§

Titik didih pada tekanan 1 atm

: 110,625 oC

§

Temperatur kritis

: 320,8 oC

§

Tekanan kritis

: 40,23 atm

§

Densitas 25°C

: 0,8631 g/cm3

§

Viskositas 25°C

: 0,5465 cp

§

Flash point

: 4,0oC

§

Panas penguapan pada 1100C

: 32,786 kJ/mol

§

Kelarutan dalam air pada 250C

: 0,050 gram/100 gram air

Sifat Kimia (Ullman’s,2002): §

Senyawa aromatik

§

Pengoksidasi group metil menghasilkan benzaldehida dan asam benzoat

§ Dapat mengalami dekarboksilasi menjadi phenol atau mengalami hidrogenasi menjadi asam sikloheksankarboksilik § Alkilasi dari toluena dengan propilen menghasilkan methylcumene isomer

1.4.4. Kegunaan Produk Menurut anonim, 2009, stirena dalam industri dapat digunakan antara lain dalam bentuk : ·

Polystyrene. Digunakan dalam industri pengemasan, alat-alat rumah tangga, elektronik.

·

Acrylonitrile Butadiena Styrene. Digunakan dalam industri pipa dan kelistrikan/elektronik.

·

Styrene Acrylonitrile. Digunakan dalam barang-barang rumah tangga, pengemas kosmetik.

·

Styrene Butadiena Rubber. Digunakan dalam industri perekat, ikat pinggang, sepatu dan ban.

·

Styrene Butadiena Latex. Digunakan dalam industri karpet, matras busa dan perekat.

·

Unsaturated Polyester Resins. Digunakan dalam industri resin plastic thermosetting.

BAB II DESKRIPSI PROSES

2.1.

Spesifikasi Bahan Baku dan Produk

2.1.1

Spesifikasi Bahan Baku

A. Etilbenzena (PT. Styrindo Mono Indonesia, 2009) Wujud

=

Cair

Kenampakan

=

Tidak berwarna

Bau

=

Khas aromatis

Komposisi

:

Etilbenzena

=

Minimal 99,85 % berat

Benzena

=

Maksimal 0,15 % berat

Berat jenis pada 25 oC

=

0,867 g/mL


=

0,6268 cp

2.1.2. Spesifikasi Bahan Pembantu A. Spesifikasi Katalis (Chemsource Enterprice,Pte, Ltd, 2009) Jenis katalis

=

Fe2O3

Wujud

=

Butiran padat

Kenampakan

=

Kuning

Bentuk

=

Granular

Diameter

=

4,7 mm

Bulk density

=

977 kg/m3

Porositas

=

0,35

2.1.3 Spesifikasi Produk

Produk Utama A. Stirena (Cevron Philips Chemical Company, 2004) Wujud

=

Cair

Kenampakan

=

Tidak berwarna

Bau

=

Khas aromatis

Stirena

=


Etilbenzena

=


=

4-tert-butylcatechol 10 – 20 ppm

Komposisi :

Inhibitor

Produk Samping A. Benzena (Chevron Philips Chemical Company,2004) Wujud

=

Cair

Kenampakan

=

Tidak berwarna

Bau

=

Khas aromatis

Benzena

=


Toluena

=


Komposisi :

B. Toluena (CITGO Petroleum Corporation,2009) Wujud

=

Cair

Kenampakan

=

Tidak berwarna

Bau

=

Khas aromatik

Toluena

=


Benzena

=


Etilbenzena

=


Komposisi :

2.2. Konsep Proses

2.2.1 Dasar, Fasa dan Sifat Reaksi Proses pembuatan stirena dari etilbenzena berdasarkan pada reaksi dehidrogenasi pada molekul etilbenzena dengan melepaskan dua atom hidrogen dari cabang etil. Reaksi berlangsung dalam fasa gas, bersifat reversibel endotermis. Panas yang dibutuhkan digunakan untuk memutus ikatan C-H. Untuk memenuhi kebutuhan panas agar temperatur reaksi dapat tercapai digunakan molten salt yang akan masuk ke reaktor fixed bed multitube. Reaksi utama yang terjadi : C6H5C2H5 (g) ↔

C6H5C2H3 (g) + H2 (g)

ΔH = 117440 kj/kmol

Di samping itu juga terjadi reaksi samping menurut Wenner Dybdal (1948), menghasilkan benzena, toluena, metana dan etena. Reaksi : C6H5C2H5 (g) →

C6H6 (g) + C2H4 (g)

C6H5C2H5 (g) + H2 (g) → C6H5CH3 (g) + CH4 (g) 2.2.1 Mekanisme Reaksi Adsorbsi reaktan ke permukaan katalis

Reaksi pada permukaan katalis

Desorbsi hasil reaksi

2.2.3

Kondisi Operasi Reaksi berlangsung di dalam reaktor fixed bed multitube yang dioperasikan pada suhu

sekitar 537 – 665 oC dan tekanan 0,27 - 1,3 atm. Pembentukan toluena sebesar 2 % dan benzena 1 % (% mol) dari produk stirena yang dihasilkan. Selektivitas stirena adalah 93-97 % (Kirk Othmer, 1980). Dalam hal ini suhu dan tekanan yang digunakan adalah 650oC dan 1,2atm. Pemilihan suhu dan tekanan tersebut dengan mempertimbangkan beberapa hal sebagai berikut : 1.

Reaksi dehidrogenasi ini merupakan reaksi katalitik maka kondisi operasi harus berada pada suhu dan tekanan dimana katalis dalam keadaan aktif dan memberikan selektivitas yang tinggi. Rentang batas aktivitas katalis Fe2O3 pada suhu 550-670 oC dimana pada kondisi suhu

tersebut sedikit diatas tekanan atmosferik memberikan konversi

keseluruhan etilbenzena 90 % dengan selektivitas stirena sebesar 97 %. Oleh karena itu pemilihan suhu mempertimbangkan agar kecepatan reaksi tinggi dan katalis dalam keadaan aktif. 2.

Reaksi dehidrogenasi merupakan reaksi endotermis dimana akan terjadi penurunan suhu pada saat reaksi berlangsung sehingga suhu perlu dipertahankan 650

o

C untuk

menghasilkan konversi dan selektivitas yang tinggi dengan cara menambahkan molten salt sebagai pemanas reaktor. Fungsi katalis Katalis yang digunakan adalah Fe2O3. Katalis ini berperan untuk memperoleh konversi dan yield stirena yang lebih tinggi dan memperkecil kemungkinan terjadinya reaksi samping. 2.2.4

Tinjauan Kinetika

Menurut Wenner, Dybdal (1948), reaksi dehidrogenasi etilbenzena dapat ditinjau secara kinetika dari harga konstanta kecepatan reaksi (k) untuk reaksi dehidrogenasi etilbenzena menurut persamaan : C6H5C2H5 (g)

↔

C6H5C2H5 (g)

→ C6H6 (g) + C2H4 (g)

C6H5C2H3 (g) + H2 (g)

C6H5C2H5 (g) + H2 (g) → C6H5CH3 (g) + CH4 (g) Dan persamaan kecepatan reaksinya adalah : r1= k1 (PE - PSPH2/K) r2= k2 PE r3= k3 PE PH2 Dengan harga k masing-masing reaksi : logk1 = (-31.370/5,575ToK) + 0,883 logk2 = (-50.800/5,575ToK) + 9,130 logk2 = (-21.800/5,575ToK) + 2,780 Konstanta kesetimbangan reaksi : ln K = 20,7358 – 12.617,7/ToK Dimana : -rA

=

kecepatan reaksi dehidrogenasi ; lbmol/(hr)(lbcat)

k

=

konstanta kecepatan reaksi ; lbmol/(hr)(atm)(lbcat)

K

=

konstanta kesetimbangan ; atm

T

=

temperatur reaksi ; oK

PEB

=

Tekanan parsial etilbenzena ; atm

PS

=

Tekanan parsial stirena ; atm

PH2 =

2.2.5

Tekanan parsial hidrogen ; atm

Tinjauan Termodinamika

Menurut Smith Van Ness (1975), tinjauan segi termodinamika adalah untuk mengetahui apakah reaksi tersebut melepaskan panas (eksotermis) atau memerlukan panas (endotermis), dan juga apakah reaksi berjalan searah atau bolak-balik. Reaksi dehidrogenasi etilbenzena : C6H5C2H5 (g)

↔

C6H5C2H3 (g) + H2 (g)

Etilbenzena

Stirena

ΔHo298 = 117440 kj/kmol

Hydrogen

Reaksi dehidrogenasi merupakan reaksi endotermis. Hal ini dapat dilihat dari harga ΔH reaksinya yang positif. Data-data ∆Hfo pada T

= 298oK :

∆Hfo H2

=0

∆Hfo etilbenzena

= 29.920 kJ/kmol

∆Hfo stirena

= 147.360 kJ/kmol

∆HRo reaksi

= ∆Hfo produk - ∆Hfo reaktan = (∆Hfostirena+ ∆HfoH2)-(∆Hfo etilbenzena) = (147.360 + 0 – 29.920) kJ/kmol = 117.440 kJ/kmol

Konstanta kesetimbangan reaksi tersebut dapat dihitung menggunakan persamaan : ln K = 20,7358 – 12.617,7/ToK Dengan : K T

:

konstanta kesetimbangan, atm

:

temperatur reaksi, K

Reaksi berlangsung secara non isotermal non adiabatis. Reaktan masuk reaktor pada suhu 650 oC dan keluar reaktor pada suhu 632 oC. Reaksi yang terjadi merupakan reaksi kesetimbangan hal ini ditunjukkan dari nilai konstanta kesetimbangan berikut : Pada T = 25 oC = 298,15 K

ln K= - 1,3501 K

= 0,2592

Pada T = 650 oC = 923,15 K

ln K= 7,0677 K

= 1173,4543

Karena nilai K pada keadaan standar lebih kecil daripada nilai K pada suhu operasi yang diinginkan maka reaksi dapat dianggap berjalan kearah kanan atau ke arah pembentukan stirena.

2. 3 Diagram Alir Proses 2.3.1

Diagram Alir Kualitatif Diagram Alir Kualitatif disajikan pada gambar 2.1

2.3.2

Diagram Alir Kuantitatif Diagram Alir Kuantitatif disajikan pada gambar 2.2

2.3.3

Diagram Alir Proses Diagram Alir Proses disajikan pada gambar 2.3

2.3.4

Langkah proses Proses pembuatan stirena dari etilbenzena dengan proses dehidrogenasi katalitik terdiri

dari 4 langkah proses, yaitu :

1.

1.

Penyiapan bahan baku

2.

Pembentukan produk

3.

Pemurnian produk

4.

Penyimpanan produk

Tahap Penyiapan Bahan Baku

Persiapan bahan baku selalu dipertimbangkan dalam suatu pabrik, karena kondisi operasi yang diinginkan tidak begitu saja tercapai sehingga bahan baku perlu dikondisikan sedemikian rupa sehingga reaksi bisa berjalan dengan baik. Tahap penyiapan bahan baku bertujuan untuk mengubah fase etilbenzena dari cair menjadi gas dan menyesuaikan suhu dan tekanan etilbenzena agar sesuai dengan suhu dan tekanan reaksi. Bahan baku etilbenzena cair disimpan di dalam tangki penyimpan (T-01) pada suhu 30 oC dan tekanan 1 atm. Etilbenzena dari tangki penyimpan dialirkan dengan pompa (P-01) ke vaporizer (VP-01) yang beroperasi pada tekanan 1,2 atm untuk menguapkannya sampai suhu 143 o

C. Pemanas yang digunakan untuk menguapkan adalah produk keluaran reaktor pada suhu 430 oC

dan tekanan 1,1 atm. Gas umpan keluar vaporizer dialirkan ke dalam heat exchanger (HE-01) untuk dipanaskan kembali dengan memanfaatkan panas produk keluaran reaktor sampai suhu 210 o

C. Gas umpan keluar heat exchanger (HE-01) dialirkan ke dalam furnace (F-01) untuk

dipanaskan sampai suhu 650 oC. 2.

Tahap Pembentukan Produk Tahap pembentukan produk bertujuan untuk mereaksikan umpan etilbenzena pada reaktor

fixed bed multitube pada suhu 650 oC dan tekanan 1,2 atm. Reaktor bekerja secara non isotermal non adiabatis. Gas keluar reaktor pada suhu 629 oC dan tekanan 1,1 atm. Reaktan melewati pipa-pipa yang berisi katalis Fe2O3. Katalis ini ditempatkan pada tube-tube yang disusun paralel. Reaksi yang terjadi dalam reaktor ini merupakan reaksi sangat endotermis sehingga untuk menjaga suhu reaksi diperlukan pemanas. Pemanas dialirkan pada shell reaktor. Pemanas yang digunakan adalah molten salt. Pemanas masuk pada suhu 700 oC dan keluar pada suhu 657 oC. 3. Tahap pemurnian Tahap ini bertujuan untuk memisahkan stirena dari campuran gas produk secara kondensasi dan distilasi. Campuran gas produk keluar reaktor diturunkan suhunya sampai 532 oC dengan memanfaatkan panasnya untuk memanaskan umpan MD-01 pada HE-02. Campuran gas produk yang keluar dari HE-02 dimanfaatkan panasnya kembali untuk memanaskan umpan

furnace pada HE-01 sehingga suhunya turun menjadi 384 oC. Produk reaktor yang keluar dari HE02 dimanfaatkan panasnya kembali untuk memanaskan umpan reaktor pada vaporizer VP-01 sehingga suhunya turun menjadi 149 oC. Produk reaktor dari VP-01 dikondensasikan dalam kondensor parsial (CP-01) pada suhu 40 oC. Campuran gas yang tidak terkondensasi dan cairan hasil kondensasi dialirkan ke separator (S-01) untuk dipisahkan. Campuran gas yang tidak terkondensasi sebagian besar adalah gas hidrogen, metana, etena, karbon dioksida dan etilbenzena, benzena, toluena, stirena dalam jumlah kecil. Gas tersebut akan digunakan sebagai bahan bakar pada furnace dan boiler. Cairan produk reaktor akan keluar dari bagian bawah separator menuju menara distilasi (MD-01). Menara distilasi (MD-01) bekerja pada tekanan dibawah atmosferik untuk menghindari terjadinya polimerisasi. Selain itu diperlukan penambahan distillation inhibitor 4-tert butyl cathecol untuk menghambat polimerisasi. Menara distilasi (MD-01) divakumkan dengan menggunakan pompa vakum (P-04). Hasil bawah menara distilasi (MD-01) yaitu produk stirena dengan kemurnian 99,7% berat keluar pada suhu 110 oC. Produk stirena dialirkan dengan pompa (P-05) menuju cooler (CL-03) untuk diturunkan suhunya sampai 45 oC kemudian dimasukkan ke tangki penyimpan stirena (T-02) sebelumnya ditambahkan 4-tert butyl cathecol (TBC sebanyak 10 ppm) untuk menghindari polimerisasi sebelum disimpan dalam tangki penyimpan stirena dalam bentuk cair dan siap dipasarkan. Hasil atas menara distilasi (MD-01) yaitu campuran benzena, toluena, etilbenzena dan sedikit stirena diembunkan pada kondensor (CD-01) selanjutnya ditampung dalam akumulator (ACC-01). Sebagian embunan akan dikembalikan ke menara distilasi sebagai refluk dengan pompa (P-03) dan sebagian lagi diambil sebagai produk. Produk keluaran dari pompa vakum (P-04) bersuhu diatas 90 oC sehingga akan terjadi polimerisasi stirena dan polimer yang terbentuk harus dipisahkan terlebih dahulu dengan menggunakan centrifuge (CF-01). Slurry yang mengandung polimer selanjutnya menuju ke unit pengolahan limbah sedangkan komponen cairan yang sudah dipisahkan dari polimer masuk ke dalam menara distilasi (MD-02). Hasil bawah menara distilasi (MD-02) yaitu campuran toluena, etilbenzena dan stirena dialirkan dengan pompa (P-06) sebagai recycle umpan reaktor. Hasil atas menara distilasi (MD02) yaitu campuran benzena, toluena dan ethylbenze diembunkan pada kondensor (CD-02)

selanjutnya ditampung dalam akumulator (ACC-02). Sebagian embunan akan dikembalikan ke menara distilasi sebagai refluk dengan pompa (P-05) dan sebagian lagi diambil sebagai produk. Selanjutnya produk atas dipisahkan lebih lanjut ke dalam menara distilasi (MD-03). Hasil atas menara distilasi (MD-03) yaitu benzena dengan kemurnian 99,95% berat keluar pada suhu 98 oC dan diembunkan pada kondensor (CD-03) selanjutnya ditampung dalam akumulator (ACC-03). Sebagian embunan akan dikembalikan ke menara distilasi sebagai refluk dan sebagian lagi diambil sebagai produk. Hasil bawah menara distilasi (MD-03) yaitu toluena dengan kemurnian 99,2 % berat keluar pada suhu 83 oC. Produk benzena dan toluena dialirkan dengan pompa (P-07) dan (P-8) menuju cooler (CL-04) dan (CL-05) untuk diturunkan suhunya sampai 45 oC kemudian dimasukkan ke tangki penyimpan benzena (T-03) dan tangki penyimpan toluena (T-04).

DAP

2.4

Neraca Massa dan Neraca Panas

2.4.1

Neraca Massa Neraca massa sistem tabel : Produk

: stirena

Kapasitas

: 60.000 ton/tahun

Basis perhitungan: 1 jam operasi 1.

Pipa pencampuran Tabel 2.1 Neraca Massa Pipa Pencampuran

Komponen

Masuk

Keluar

(kg/jam)

(kg/jam)

Arus 1

Arus 15

Arus 2

C8H10

8007,582

809,402

8816,984

C8H8

0

0

0

C6H6

12,029

0

12,029

C7H8

0

71,884

71,884

8019,611

881,286

8900,897

Total 8900,897

2.

8900,897

Reaktor Tabel 2.2 Neraca Massa Reaktor

Masuk

Keluar

(kg/jam)

(kg/jam)

Arus 2

Arus 7

C8H10

8816,984

881,698

C8H8

0,000

7557,868

C6H6

12,029

68,713

C7H8

71,884

205,609

H2

0

143,367

CH4

0

23,283

C2H4

0

20,358

Total

8900,897

8900,897

Komponen

3.

Separator (S-02) Tabel 2.3 Neraca Massa Separator (S-02)

Komponen

Masuk

Keluar

(kg/jam)

(kg/jam)

Arus 7

Uap (arus 8)

Cair (arus 9)

C8H10

881,698

6,905

874,793

C8H8

7557,868

1,059

7556,809

C6H6

68,713

1,417

67,296

C7H8

205,609

2,467

203,143

H2

143,367

143,367

0

CH4

23,283

23,283

0

C2H4

20,358

20,358

0

8900,897

198,856

8702,040

Total

8900,897

4.

8900,897

Menara distilasi I Tabel 2.4 Neraca Massa Menara Distilasi I

Komponen

Masuk

Keluar

(kg/jam)

(kg/jam)

Arus 9

Arus 10

Arus 11

(Atas)

(Bawah)

C6H6

874,793

67,296

0

C7H8

7556,809

203,143

0

C8H10

67,296

852,066

22,727

C8H8

203,143

3,778

7553,030

8702,040

1126,283

7575,758

Total

8702,040 5.

8702,040

Centrifuge Tabel 2.5 Neraca Massa Centrifuge

Komponen

Masuk

Keluar

(kg/jam)

(kg/jam)

Arus 10

Arus 12 (cairan) Arus 13 (padatan)

C6H6

67,296

63,931

3,365

C7H8

203,143

192,985

10,157

C8H10

852,066

42,603

C8H8

3,778

809,462 0

3,778

Total

1126,283

1066,379

1126,283 6.

59,904 1126,283

Menara distilasi II Tabel 2.6 Neraca Massa Menara Distilasi II

Komponen

Masuk

Keluar

(kg/jam)

(kg/jam)

Arus 12

Atas (arus 14) Bawah (arus 15)

C6H6

63,931

63,931

0

C7H8

192,985

121,102

71,884

C8H10

809,462

0,061

809,402

C8H8

0

0

0

1066,379

185,094

881,286

Total

1066,379

7.

1066,379

Menara distilasi III Tabel 2.7 Neraca Massa Menara Distilasi III

Masuk

Keluar

Komponen (kg/jam) Arus 14

(kg/jam) Atas (arus 16) Bawah (arus 17)

C6H6

63,931

63,895

0,036

C7H8

121,102

0,032

121,070

C8H10

0,061

0

0,061

C8H8

0

0

0

185,094

63,927

121,167

Total

185,094

185,094

8.

Neraca massa total Tabel 2.8 Neraca Massa Total

Komponen

Masuk

Keluar

(kg/jam)

(kg/jam)

Arus 1

Arus 8

Arus 11

Arus 13

Arus 16

Arus 17

C6H6

8007,582

6,905

0

3,365

63,895

0,036

C7H8

0

1,059

0

10,157

0,032

121,070

C8H10

12,029

1,417

22,727

42,603

0

0,061

C8H8

2,467

H2O

0 0

143,367

7553,030 0

3,778 0

0 0

0 0

H2

0

23,283

0

0

0

0

CO2

0

20,358

0

0

0

0

8019,611

198,856

7575,758

59,904

63,927

121,167

Total

8019,611

8019,611

2.4.2 Neraca Panas Neraca panas sistem tabel : Kapasitas

: 60.000 ton/tahun

Suhu referensi

: 298,15 K

Basis perhitungan: 1 jam operasi 1.

Reaktor Tabel 2.9 Neraca Panas Reaktor

Komponen C8H10

Input (kJ/jam)

Output (kJ/jam)

11995089,2019

1199508,9202

C8H8

0

9612991,0433

C6H6

14977,7705

85554,7181

C7H8

85491,3076

259205,1758

H2

0

1305801,3519

CH4

0

47862,6217

C2H4

0

31641,6910

panas reaksi

0

8519931,0255

2.

pemanas

8966938,2676

0

Total

21062496,5476

21062496,5476

Vaporizer Tabel 2.10 Neraca Panas di Vaporizer

Komponen

Input (kJ/jam)

Q umpan masuk

Output (kJ/jam)

248912,8297

0

Q pemanasan

0

1681777,6057

Q penguapan

0

4033501,8767

Q pemanas masuk

7220340,4375

0

Q pemanas keluar

0

1753973,7848

7469253,2672

7469253,2672

Total

3.

HE-01 Tabel 2.11 Neraca Panas HE-01

Komponen

Input (kJ/jam)

Output (kJ/jam)

C6H6

1845,4132

3158,4964

C7H8

10643,2654

18140,8789

C8H10

1507383,6985

2563001,4431

Q Pemanasan

1064428,4412

-

Total

2584300,8183

2584300,8183

4.

HE-02 Tabel 2.12 Neraca Panas HE-02

Komponen

Input (kJ/jam)

Output (kJ/jam)

C6H6

2388,9445

9775,3109

C7H8

6043,4250

24697,1238

C8H10

17198,0252

70759,9441

C8H8

172672,3832

Q Pemanasan

9799692,7831

708017,8571 -

Total

9997995,5611

9997995,5611

5.

Kondenser parsial Tabel 2.13 Neraca Panas Kondenser Parsial

Komponen

Input (kJ/jam)

Output (kJ/jam)

Q umpan masuk

1991044,2245

-

Q pendinginan

1358724,1723

-

Q kondensasi

4829285,3740

-

Q pendinginan

-

8179053,7709

8179053,7709

8179053,7709

Total 6.

Furnace Tabel 2.14 Neraca Panas Furnace

Komponen

7.

Input (kJ/jam)

Output (kJ/jam)

C6H6

3158,4964

14977,7705

C7H8

18140,8789

85491,3076

C8H10

2563001,4431

11995089,2019

Molten salt

129828723,0370

138496189,6184

Beban furnace

18178724,0430

Total

150591747,8983

150591747,8983

Menara distilasi I Tabel 2.15 Neraca Panas Menara Distilasi I

Komponen

Input (kJ/jam)

Output (kJ/jam)

Umpan cair masuk

986754,3148

-

Q reboiler

2755936,6989

-

Panas distilat

-

49173,1939

Panas cairan bottom

-

922824,6897

Q condenser

-

2770693,1302

Total

3742691,0137

3742691,0137

8.

Menara distilasi II Tabel 2.16 Neraca Panas Menara Distilasi II

9.

Komponen

Masuk (kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

Umpan cair masuk

171351,4789

-

Panas reboiler

220816,8711

-

Panas distilat

-

17760,1803

Panas cairan bottom

-

191740,1993

Panas condenser

-

182667,9704

Total

392168,3499

392168,3499

Menara Distilasi III Tabel 2.17 Neraca Panas Menara distilasi III

Komponen

Masuk (kJ/jam)

Keluar (kJ/jam)

Umpan cair masuk

26210,7245

-

Panas reboiler

83880,2239

-

Panas distilat

-

7445,0487

Panas cairan bottom

-

20514,8399

Panas condenser

-

82131,0598

Total

110090,9484

110090,9484

2.5

Tata Letak Pabrik dan Peralatan

2.5.1

Tata Letak Pabrik Tata letak pabrik merupakan suatu pengaturan yang optimal dari seperangkat fasilitas-

fasilitas dalam pabrik. Tata letak yang tepat sangat penting untuk mendapatkan efisiensi, keselamatan dan kelancaran kerja para pekerja serta keselamatan proses. Menurut Vilbrant, 1959 untuk mencapai kondisi yang optimal, maka hal-hal yang harus diperhatikan dalam menentukan tata letak pabrik adalah : 1.

Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa depan.

2.

Faktor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan ledakan, maka perencanaan lay out selalu diusahakan jauh dari sumber api, bahan panas dan dari bahan yang mudah meledak, juga jauh dari asap atau gas beracun.

3.

Sistem kontruksi yang direncanakan adalah out door untuk menekan biaya bangunan dan gedung, juga karena iklim Indonesia memungkinkan konstruksi secara out door.

4.

Harga tanah amat tinggi sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian dan pengaturan ruangan / lahan. Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu :

a.

Daerah administrasi / perkantoran, laboratorium dan ruang kontrol Daerah administrasi berfungsi sebagai pusat kegiatan administrasi pabrik dan mengatur kelancaran operasi. Laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat pengendalian proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses serta produk yang dijua.

b.

Daerah proses Daerah tempat alat proses diletakkan dan proses berlangsung.

c.

Daerah penyimpanan bahan baku dan produk Daerah untuk tangki bahan baku dan produk.

d.

Daerah gudang, bengkel dan garasi Daerah untuk menampung bahan-bahan yang diperlukan oleh pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses.

e.

Daerah utilitas Daerah dimana kegiatan penyediaan bahan pendukung proses berlangsung dipusatkan. Tata letak pabrik disajikan pada gambar 2.4.

2.5.2 Tata Letak Peralatan Proses Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menentukan lay out peralatan proses pada pabrik stirena menurut Vilbrant, 1959, antara lain : 1.

Aliran bahan baku dan produk Pengaliran bahan baku dan produk yang tepat akan memberikan keuntungan ekonomi yang besar serta menunjang kelancaran dan keamanan produksi.

2.

Aliran udara Aliran udara di dalam dan di sekitar area proses perlu diperhatikan kelancarannya. Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya stagnasi udara pada suatu tempat sehingga mengakibatkan akumulasi bahan kimia yang dapat mengancam keselamatan pekerja.

3.

Cahaya Penerangan seluruh pabrik harus memadai dan pada tempat-tempat proses yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu adanya penerangan tambahan.

4.

Lalu lintas manusia Dalam perancangan lay out pabrik perlu diperhatikan agar pekerja dapat mencapai seluruh alat proses dangan cepat dan mudah. Hal ini bertujuan apabila terjadi gangguan pada alat proses dapat segera diperbaiki. Keamanan pekerja selama menjalani tugasnya juga diprioritaskan.

5.

Pertimbangan ekonomi Dalam menempatkan alat-alat proses diusahakan dapat menekan biaya operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik.

6.

Jarak antar alat proses

Untuk alat proses yang mempunyai suhu dan tekanan operasi tinggi sebaiknya dipisahkan dengan alat proses lainnya, sehingga apabila terjadi ledakan atau kebakaran pada alat tersebut maka kerusakan dapat diminimalkan. Tata letak alat-alat proses harus dirancang sedemikian rupa sehingga : -

Kelancaran proses produksi dapat terjamin.

-

Dapat mengefektifkan luas lahan yang tersedia.

-

Karyawan mendapat kepuasan kerja agar dapat meningkatkan produktifitas kerja disamping keamanan yang terjadi.

Tata letak peralatan proses disajikan pada gambar 2.5. 3

17 18

16

13

14 12 15

11 9

10

6 8

5 7

1 4

2

3

2

Skala 1:1000 Gambar 2.4 Tata Letak Pabrik Keterangan : 1.

Tempat parkir

10. Laboratorium

2.

Taman

11. Area pemadam kebakaran

3.

Pos keamanan

12. Bengkel

4.

Aula

13. Gudang

5.

Masjid

14. Area proses

6.

Kantin

15. Utilitas

7.

Kantor

16. Pengolahan limbah

8.

Poliklinik

17. Area perluasan

9.

Control room

18. Tempat parkir

R-01 DK-01

MD-01

MD-02

MD-03

T-03

F-01

S-02

T-04

T-01

T-02

Skala 1: 600 Gambar 2.5 Tata Letak Peralatan Proses Keterangan : T-01

: Tangki etilbenzena

T-02

: Tangki stirena

S-02

: Separator

DK-01 : Dekanter

T-03

: Tangki benzena

MD-01 : Menara distilasi I

T-04

: Tangki toluena

MD-02 : Menara distilasi II

F-01

: Furnace

R-01

: Reaktor

MD-03 : Menara distilasi III

BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES 3.1.

Reaktor

Tabel 3.1 Spesifikasi Reaktor Kode R-01 Fungsi

Tempat terjadinya reaksi dehidrogenasi etilbenzena menjadi stirena dan hidrogen

Tipe

Fixed Bed Multitube

Jumlah

1 buah

Kondisi operasi - Tekanan

1,2 atm

- Suhu umpan

650 oC

- Suhu produk

629 oC

- Suhu pemanas masuk

700 oC

- Suhu pemanas keluar

661 oC

Spesifikasi tube - Jumlah

783

- Panjang

2,5 m

- IDT

1,4 in

- ODT

1,5 in

- Susunan

Triangular dengan pitch 1 7/8 in

- Jumlah pass

1

- Material

Carbon Steel SA 167 grade 3

Spesifikasi shell - IDs

60

- Tebal

7

- Baffle space

15

- Jumlah pass

1

in

/16 in in

- Material

Carbon Steel SA 167 grade 3

Bentuk head

Torisperical dished head

Tebal head

5

Tinggi head

0,31 m

Tinggi total reaktor

3,12 m

Harga 2002

US $ 120000

Harga 2014

US$ 133868

/8 in

3.2.

Tangki Tabel 3.2 Spesifikasi Tangki

Kode

T-01

T-02

T-03

T-04

Fungsi

Menyimpan etilbenzena

Menyimpan stirena

Menyimpan benzena

Menyimpan toluena

selama 30 hari

selama 30 hari

selama 30 hari

selama 30 hari

Silinder vertikal dengan flat




bottom dan conical roof




Material

Carbon Steel SA 283 grade C




Jumlah

1 buah

1 buah

1 buah

1 buah

1 atm

1 atm

1 atm

1 atm

Tipe


o

o

o

- Suhu

30 C

45 C

45 C

45 oC

Kapasitas

42320 bbl

39843 bbl

353 bbl

657 bbl

- Diameter

30,48 m

27,43 m

4,57 m

6,01 m

- Tinggi total

10,97 m

12,8 m

5,49 m

5,48 m

1 13/16 in

1¾

Dimensi

- Tebal silinder Course 1 Course 2 Course 3

11

1 /16 in 9

1 /16 in

in

3

1 /8 in

5

3

1 ¼ in

5

3

5

/8 in /16 in /16 in

3

/8 in /8 in /16 in

Course 4

1 3/8 in

1 3/16 in

Course 5

1 1/4 in

1 1/16 in

Course 6

1 1/8 in

1 3/16 in

- Tebal head

5

1

Harga 2002

US $ 310000

Harga 2014

US $ 345828

/16

in

1

3

US $ 270000

US $ 28000

US $ 32000

US $ 301200

US $ 31235

US $ 35698

/8

in

/8 in

/16 in

3.3.

Condenser Parsial Tabel 3.3 Spesifikasi Condenser Parsial

Kode

CP-01

Fungsi

Mengembunkan sebagian produk reaktor

Tipe

Shell and tube

Jumlah

1 buah

Kondisi operasi - Hot Fluid

131 – 40 oC

- Cold fluid

33 – 38

Spesifikasi tube

Cold fluid (air laut)

- Kapasitas

255081 kg/jam

- Panjang

12 ft

- Jumlah

232

- OD

1 in

- BWG

16

- Pitch

1,25 in

- passes

2

- Pressure drop

0,08 psi

o

C

Spesifikasi shell

Hot Fluid (produk reaktor)

- Kapasitas

8895 kg/jam

- IDs

23,25 in

- Baffle space

11,44 in

- passes

1

- Pressure drop

0,03 psi

Dirt factor

0,0027 hr.ft2.oF / Btu

Luas transfer panas

730 ft2

Harga 2002

US $ 63000

Harga 2014

US $ 70280

3.4.

Separator Tabel 3.4 Spesifikasi Separator

Kode

S-01

S-02

Fungsi

Memisahkan fase uap dan

Memisahkan fase uap dan

cair dari vaporizer

cair dari condenser parsial

Vertical drum

Horizontal drum

Tipe

Jumlah

1 buah

1 buah

Material




1,2 atm

1 atm

- Suhu

143 oC

40 oC

- Diameter

1,85 m

0,92 m

- Panjang

8,52 m

3,53 m

- Tebal

3

3

Harga 2002

US $ 25000

US $ 12000

Harga 2014

US $ 27887

US $ 13386

Dimensi

3.5.

/16 in

/16 in

Vaporizer Tabel 3.5 Spesifikasi Vaporizer

Kode

VP-01

Fungsi

Mengubah fase umpan reaktor menjadi gas

Tipe

Shell and tube

Jumlah

1 buah

Kondisi operasi - Hot Fluid - Cold fluid Spesifikasi tube

384 – 150oC 41 – 143oC Hot Fluid (produk reaktor)

- Kapasitas

8895 kg/jam

- Panjang

12 ft

- Jumlah

110

- OD

1,5 in

- BWG

16

- Pitch

1,875 in

- passes

2

- Pressure drop

0,62 psi

Spesifikasi shell

Cold Fluid (umpan reaktor)

- Kapasitas

8895 kg/jam

- IDs

33

- Baffle space

16,5 in

- passes

1

- Pressure drop

0,006 psi

Dirt factor


Luas transfer panas

518 ft2

Harga 2002

US $ 6300

Harga 2014

US $ 7028

3.6.

in

Heat Exchanger Tabel 3.6 Spesifikasi Heat Exchanger

Kode

HE-01

HE-02

Fungsi

Memanaskan umpan etilbenzena

Memanaskan umpan MD 01

sebelum masuk furnace dengan

dengan panas dari produk keluar

panas dari produk keluar reaktor

reaktor

Tipe

Double Pipe

Double Pipe

Jumlah

1 buah

1 buah

Ukuran HE

4 x 3 in

4 x 3 in

- Hot Fluid

532 – 384 oC

629 – 532 oC

- Cold fluid

143 – 285 oC

40 – 85 oC

Spesifikasi annulus

Cold Fluid

Cold Fluid

(umpan etilbenzena)

(umpan MD 01)

- Kapasitas

8895 kg/jam

8696 kg/jam

- Pressure drop

8,7.10-5 psi

3,2.10-6 psi

Kondisi operasi

- Material

Carbon Steel SA 283

Carbon Steel SA 283

grade C

grade C

Spesifikasi inner pipe



- Kapasitas

8895 kg/jam

8895 kg/jam

- Pressure drop

0,0005 psi

0,0045 psi

- Material

Cast Steel

Cast Steel 2o

Dirt factor

0,0036 hr.ft . F / Btu


Luas transfer panas

175 ft2

33 ft2

Harga 2002

US $ 1700

US $ 1400

Harga 2014

US $ 1896

US $ 1561

3.7.

Furnace Tabel 3.7 Spesifikasi Furnace

Kode

F-01

Fungsi

Memanaskan campuran umpan reaktor sampai suhu 650 oC Memanaskan pemanas reaktor sampai suhu 700oC

Tipe

Vertical tube fired heater

Material

Wrought iron

Beban Panas

16848022 kJ/jam

Jumlah

1 buah


1 atm

- Suhu gas masuk

474

o

675

o

226

o

- Suhu gas keluar - Suhu GHP

C C C

Dimensi Seksi radiasi -Panjang

8,33 m

-Lebar

3,65 m

-Tinggi

4,57 m

Seksi konveksi -Panjang

8,33 m

-Lebar

3,65 m

-Tinggi

6,09 m

Harga 2002

US $ 24000

Harga 2014

US $ 26773

3.8.

Menara Distilasi Tabel 3.8 Spesifikasi Menara Distilasi

Kode

MD-01

MD-02

Fungsi

Memurnikan stirena

Memisahkan etilbenzena sisa untuk recycle

Tipe

Jumlah

Packed column dengan condenser

Packed column dengan condenser total

total dan reboiler parsial

dan reboiler parsial

1 buah

1 buah

0,2 atm

1,1 atm

o

Kondisi operasi - Tekanan - Suhu umpan

85 C

108 oC

- Suhu Bottom

89oC

137 oC

- Suhu Top

76 oC

105 oC

- Diameter

0,9 m

0,35 m

- Tebal head

3

3

- Diameter

0,99 m

0,58 m

- Tebal head

3

3

Material



- Bahan packing

plastik

plastik

- Jenis packing

pall ring

pall ring

- Ukuran packing

2 in

1 in

- Jumlah total plate

55

32

- Plate umpan masuk

17

2

- HETP

0,5 m

0,57 m

Tinggi menara

27,42 m

13,53 m

Harga 2002

US $ 34000

US $ 4100

Harga 2014

US $ 37929

US $ 4573

Dimensi atas menara

/16 in

/16 in

Dimensi bawah menara

/16 in

/16 in

Spesifikasi packing

3.9.

Condenser Tabel 3.9 Spesifikasi Condenser

Kode

CD-01

CD-02

CD-03

Fungsi

Mengkondensasikan hasil atas MD-

Mengkondensasikan hasil atas MD-

Mengkon

01

02

03

Tipe

Shell and tube

Double Pipe

Double P

Jumlah

1 buah

1 buah

1 buah

Ukuran HE

-

2 x 1¼

Panjang HE

12 ft

12 ft

12 ft

- Hot Fluid

76 - 68 oC

104 - 98 oC

83,38

- Cold fluid

33 - 45 oC

33 - 45 oC

33 - 45

Spesifikasi

Shell

annulus

annulus

Hot Fluid (hasil atas MD-01)

Hot Fluid (hasil atas MD-02)

Hot Fluid

- Kapasitas

1120 kg/jam

119 kg/jam

67 kg/ja

- Material



Carbon S

- Pressure drop

1,9.10-9 psi

1,8.10-8 psi

4,7.10

Spesifikasi

Tube Cold Fluid (air laut)

Inner pipe Cold Fluid (air laut)

Inner pip

- Kapasitas

55529 kg/jam

3642 kg/jam

1638 kg/j

- Material

Titanium

Titanium

Titanium

- Jumlah

66 tube

2 hairpin

1 hairpin

- Pressure drop

0,24 psi

0,28 psi

0,23 psi

Dirt factor



0,0026 h

in

2 x 1¼

Kondisi operasi

2

2

Luas transfer panas

311 ft

21 ft

11 ft

Harga 2002

US $ 20300

US $ 9100

US $

Harga 2014

US $ 22464

US $ 10151

US $

3.10. Reboiler

Tabel 3.10 Spesifikasi Reboiler Kode

RB-01

RB-02

RB

Fungsi

Menguapkan sebagian hasil bawah

Menguapkan sebagian hasil bawah

Meng

menara destilasi I

menara destilasi II

menar

Tipe

Kettle Reboiler

Kettle Reboiler

Kettle

Jumlah

1 buah

1 buah

1 buah

Panjang HE

12 ft

12 ft

12 ft

204 oC

204 oC

204


o

o

- Cold fluid

89 C

137 C

114

Spesifikasi tube

Hot Fluid (steam)

Hot Fluid (steam)

Hot f

- Kapasitas

1436 kg/jam

115 kg/jam

44 kg/

- IDT

0,48 in

0,48 in

0,92 i

- ODT

0,75 in

0,75

1,25 i

- Jumlah tube

in

10

14

10

- Tube pass

4

4

4

- Material

Cast Steel

Cast Steel

Cast S

- Pressure drop

1,7 psi

0,02 psi

0,02 p

Spesifikasi shell

Cold fluid (hasil bawah MD-01)

Cold fluid (hasil bawah MD-02)

Cold f

- Kapasitas

7576 kg/jam

875 kg/jam

122 kg

- IDs

19 8 in

19 8 in

- Passes

1

- Material


19 10 in

1 2o

1

Carbon Steel SA 283 grade C 2o

Carbo

Dirt factor

0,0032 hr.ft . F / Btu

0,0031 hr.ft . F / Btu

0,0033

Luas transfer panas

31 ft2

11 ft2

5 ft

Harga 2002

US $ 2300

US $ 1900

US $

Harga 2014

US $ 2565

US $ 2119

US $

3.11. Accumulator

Tabel 3.11 Spesifikasi Accumulator Kode Fungsi

ACC-01

ACC-02

Menampung destilat MD-01

Menampung destilat MD-02

Menampun

Horizontal drum dengan

Horizontal drum dengan

Horizontal

Torisperical Head

Torisperical Head

Head

Material



Carbon Ste

Jumlah

1 buah

1 buah

1 buah

Kapasitas

0,22 m3

0,04 m3

0,01 m

Waktu tinggal

10 menit

10 menit

10 menit

-Tekanan

1 atm

1,1 atm

1,1 atm

-Suhu

110 oC

99 oC

83 oC

- Diameter

0,45 m

0,25 m

0,17 m

- Panjang total

1,65 m

0,9 m

0,66 m

- Tebal silinder

3

3

3

/16 in

- Tebal head

3

3

3

/16 in

Harga 2002

US $ 1600

US $ 1200

US $ 1000

Harga 2014

US $ 1784

US $ 1338

US $ 1115

Tipe

Kondisi operasi

Dimensi

3.12. Cooler

/16 in /16 in

/16 in /16 in

Tabel 3.12 Spesifikasi Cooler Kode

CL-01

CL-02

CL-03

Fungsi

Mendinginkan hasil bawah MD-01

Mendinginkan hasil atas MD-02

Mendingi

Tipe

Double pipe

Double pipe

Double p

Jumlah

1 buah

1 buah

1 buah

Panjang HE

12 ft

12 ft

12 ft

Ukuran HE

4 x 3

in

2 x 1¼

in

2 x 1¼


89 – 45 oC

83 – 55

- Cold fluid

33 – 40 oC

33 – 40 oC

33 – 40

Spesifikasi inner pipe

Cold fluid (air laut)

Cold Fluid (air laut)

Cold Flu

- Kapasitas

29803 kg/jam

163 kg/jam

521 kg/ja

- IDT

3,068 in

1,38 in

1,38 in

- ODT

3,5 in

1,66 in

1,66 in

- Jumlah hairpin

8

1

2

- Tube pass

1

1

1

- Material

Titanium

Titanium

Titanium

- Pressure drop

3 psi

0,0009 psi

0,01 psi

Spesifikasi annulus

Hot Fluid

Hot fluid

Hot fluid

(hasil bawah MD-01)

(hasil atas MD-02)

(hasil baw

7576 kg/jam

67 kg/jam

121 kg/ja

- Kapasitas - ID

19 4,026 in

o

C

114 –

19 2,067 in

19 2,067 in

- OD

4,5 in

2,38 in

2,38 in

- Material



Carbon S

- Pressure drop

7,3.10-7 psi

9,8.10-11 psi

5.10-

Dirt factor



0,0024 hr

Luas transfer panas

165 ft2

1,2 ft2

2,5 ft

Harga 2002

US $ 11900

US $ 7700

US $

Harga 2014

US $ 13275

US $ 8589

US $ 1

3.13. Pompa Tabel 3.14 Spesifikasi Pompa Kode

P-01

P-02

P-03

P

Fungsi

Mengalirkan EB dari T01 ke VP-01

Memvakumkan MD-01

Single stage

Mengalirkan hasil atas MD01 sebagai refluk dan menuju ke MD-02 Single stage

Single stage

Meng bawah 02 Single

Tipe

centrifugal pump

centrifugal pump

reciprocating pump

centri

Material

Commercial steel

Commercial steel

Commercial steel

Comm

Kapasitas

46 gpm

4 gpm

907 gpm

43 gpm

Tekanan

1 – 1,2 atm

1,1 atm

0,2 – 1 atm

0,2

Tenaga pompa

0,5 HP

0,01 HP

-

2 HP

NPSH pompa

41,39 ft

3 ft

-

42 ft

Kecepatan putar

3500 rpm

3500 rpm

-

3500

Tenaga motor

0,75

0,08 HP

5 HP

3 HP

Nominal Pipe

2,5 in

0,375 in

-

2,5 in

Harga 2002

US $ 1200

US $ 5000

US $ 16000

US $

Harga 2014

US $ 1338

US $ 5578

US $ 22121

US $

Kode

P-05

P-06

P-07

Fungsi

Mengalirkan hasil atas MD-

Mengalirkan hasil bawah

Mengalirkan benzena hasil atas

02 sebagai refluk dan

MD-02 sebagai recycle

MD-03 sebagai refluk dan

menuju ke MD-03

umpan

menuju ke T-03

Single stage

Single stage

Single stage

centrifugal pump

centrifugal pump

centrifugal pump

Material

Commercial steel

Commercial steel

Commercial steel

Kapasitas

4 gpm

2 gpm

2 gpm

Tekanan

1,1 atm

1,1 – 1,2 atm

1,1 – 1 atm

Tenaga pompa

0,01 HP

0,01 HP

0,01 HP

NPSH pompa

19 ft

45 ft

32 ft

Kecepatan putar

3500 rpm

3500 rpm

3500 rpm

Tenaga motor

0,08 HP

0,05 HP

0,05 HP

Nominal Pipe

0,75 in

0,5 in

0,375 in

Harga 2002

US $ 900

US $ 800

US $ 800

Harga 2014

US $ 1004

US $ 892

US $ 892

Tipe

HP

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

4.1.

Unit Pendukung Proses Unit pendukung proses atau yang lebih dikenal dengan sebutan utilitas merupakan bagian

penting untuk penunjang proses produksi dalam pabrik. Utilitas di pabrik stirena yang dirancang antara lain meliputi unit pengadaan air, unit pengadaan steam, unit pengadaan udara tekan, unit pengadaan listrik, unit pengadaan bahan bakar dan unit pengolahan limbah. Unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik stirena adalah: 1.

Unit pengadaan air Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi kebutuhan air sebagai berikut:

2.

a.

Air pendingin

b.

Air umpan boiler

c.

Air konsumsi umum dan sanitasi

d.

Air pemadam kebakaran

Unit pengadaan steam Unit ini bertugas untuk menyediakan kebutuhan steam sebagai media pemanas pada reboiler ( RB-01, RB-02 dan RB-03).

3.

Unit pengadaan udara tekan Unit ini bertugas untuk menyediakan udara tekan untuk kebutuhan instrumentasi pneumatic, untuk penyediaan udara tekan di bengkel, dan untuk kebutuhan umum yang lain.

4.

Unit pengadaan listrik Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk peralatan proses, keperluan pengolahan air, peralatan - peralatan elektronik atau listrik AC, maupun untuk penerangan. Listrik di-supplay dari PLTU Sulfindo dan dari generator sebagai cadangan bila listrik dari PLTU Sulfindo mengalami gangguan.

5.

Unit pengadaan bahan bakar

Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk furnace, boiler dan generator. 6.

Unit pengolahan limbah Unit ini bertugas untuk mengolah bahan-bahan buangan yang berasal dari proses.

4.1.1.

Unit Pengadaan Air Air umpan boiler, air konsumsi umum dan sanitasi yang digunakan adalah air yang

diperoleh dari PT. Sauh Bahtera Samudera yang tidak jauh dari lokasi pabrik sedangkan untuk keperluan air pendingin dan pemadam kebakaran digunakan air laut. 4.1.1.1.

Air pendingin Air pendingin yang digunakan adalah air laut yang diperoleh dari laut yang tidak jauh

dari lokasi pabrik. Alasan digunakannya air laut sebagai media pendingin adalah karena faktorfaktor sebagai berikut :

· Air laut dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah. · Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya. · Dapat menyerap sejumlah panas per satuan volume yang tinggi. · Tidak terdekomposisi. · Tidak dibutuhkan cooling tower, karena air laut langsung dibuang lagi ke laut. Hal - hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air laut sebagai pendingin adalah partikel-partikel besar/ makroba (makhluk hidup laut dan konstituen lain) dan partikel-partikel kecil/ mikroba laut (ganggang dan mikroorganisme laut) yang dapat menyebabkan fouling pada alat heat exchanger. Air pendingin yang diambil dari air laut kemudian disaring dan ditambahkan klorin. Penambahan klorin dimaksudkan untuk membunuh mikroorganisme (bakteri dan plankton) yang dapat menyebabkan tumbuhnya lumut di sistem pemipaan.

4.1.1.2.

Air Umpan Boiler

Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler adalah sebagai berikut: a.

Kandungan yang dapat menyebabkan korosi Korosi yang terjadi di dalam boiler disebabkan karena air mengandung larutan-larutan asam dan garam-garam terlarut.

b.

Kandungan yang dapat menyebabkan kerak (scale reforming) Pembentukan kerak disebabkan karena kesadahan dan suhu yang tinggi, yang biasanya berupa garam-garam silikat dan karbonat.

c.

Kandungan yang dapat menyebabkan pembusaan (foaming) Air yang biasanya diambil dari proses pemanasan bisa menyebabkan foaming pada boiler, karena adanya zat-zat organik, anorganik, dan zat-zat tidak larut dalam jumlah yang besar. Efek pembusaan terjadi pada alkalinitas tinggi (Everett, 1998). Air yang berasal dari PT. Sauh Bahtera Samudera belum memenuhi persyaratan untuk

digunakan sebagai air umpan boiler, sehingga harus menjalani proses pengolahan terlebih dahulu. Air umpan boiler harus memenuhi persyaratan tertentu agar tidak menimbulkan masalah-masalah, seperti: ·

Pembentukan kerak pada boiler

·

Terjadinya korosi pada boiler

·

Pembentukan busa di atas perrmukaan dalam alat boiler Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler meliputi:

a.

Demineralisasi Unit ini berfungsi untuk menghilangkan mineral-mineral yang terkandung dalam air

seperti Ca2+, Mg 2+, K+, Fe2+, Al3+, HCO3-, SO42-, Cl- dan lain-lain dengan bantuan resin. Air yang diperoleh adalah air bebas mineral yang sebagian akan diproses lebih lanjut menjadi air umpan boiler. Demineralisasi diperlukan karena air umpan boiler membutuhkan syarat-syarat sebagai berikut: ·

Tidak menimbulkan kerak pada boiler maupun pada tube alat .

·

Penukar panas jika steam digunakan sebagai pemanas. Kerak akan mengakibatkan turunnya efisiensi operasi.

·

Bebas dari semua gas-gas yang mengakibatkan terjadinya korosi, terutama gas O2 dan gas CO2. Air diumpankan ke cation exchanger yang berfungsi untuk menukar ion-ion

positif/kation (Ca2+, Mg 2+, K+, Fe2+, Al3+) yang ada di air umpan. Alat ini sering disebut softener yang mengandung kation resin dengan notasi RH2 dimana kation-kation dalam umpan akan ditukar dengan ion H+ yang ada pada resin. Adapun reaksi yang terjadi dalam kation exchanger adalah:

2NaCl + RH2 --------> RNa2 + 2 HCl CaCO3 + RH2 --------> RCa + H2CO3 MgCl2 + RH2 --------> RMg + 2 HCl Akibat tertukarnya ion H+ dari kation-kation yang ada dalam air umpan, maka air keluaran cation exchanger mempunyai pH rendah (3,7) dan Free Acid Material (FMA) yaitu CaCO3 sekitar 12 ppm. FMA merupakan salah satu parameter untuk mengukur tingkat kejenuhan resin. Pada operasi normal FMA stabil sekitar 12 ppm, apabila FMA turun berarti resin telah jenuh sehingga perlu diregenerasi dengan H2SO4 dengan konsentrasi 2 %. Reaksi yang terjadi pada waktu regenerasi adalah:

RNa2 + H2SO4 --------> RH2 + Na2SO4 RCa + H2SO4 --------> RH2 + CaSO4 RMg + H2SO4 --------> RH2 + MgSO4 Air keluaran cation exchanger

kemudian diumpankan ke degassifier, untuk

menghilangkan gas CO2 dengan cara menggelembungkan udara ke dalam air menggunakan blower. Air kemudian diumpankan ke anion exchanger. Anion exchanger berfungsi sebagai alat penukar anion-anion (HCO3-, SO42-, Cl-, NO3-, dan CO3-) yang terdapat di dalam air umpan. Di dalam anion exchanger mengandung anion resin dengan notasi R(OH)2 dimana anion-anion dalam air umpan ditukar dengan ion OH- dari asam-asam yang terkandung di dalam umpan

exchanger menjadi bebas dan berkaitan dengan OH- yang lepas dari resin yang mengakibatkan terjadinya netralisasi sehingga pH air keluar anion exchanger kembali normal dan ada penambahan konsentrasi OH- sehingga pH akan cenderung basa. Reaksi yang terjadi di dalam anion exchanger adalah:

R(OH)2 + 2 HCl

--------> RCl2 + 2 H2O

R(OH)2 + H2SO4

--------> RSO4 + 2 H2O

R(OH)2 + H2CO3 --------> RCO3 + 2 H2O Batasan yang diijinkan pH (8,8-9,1), kandungan Na+ = 0,08-2,5 ppm. Kandungan silika pada air keluaran anion exchanger merupakan titik tolak bahwa resin telah jenuh (12 ppm). Resin digenerasi menggunakan larutan NaOH 4%. Reaksi yang terjadi saat regenerasi adalah:

RCl2 + 2 NaOH

--------> R(OH)2 + 2 NaCl

RSO4 + 2 NaOH --------> R(OH)2 + 2 Na2SO4 RCO3 + 2 NaOH --------> R(OH)2 + 2 Na2CO3 Air keluaran cation dan anion exchanger ditampung dalam tangki air demineralisasi sebagai penyimpan sementara sebelum diproses lebih lanjut di unit deaerator. b.

Deaerasi Air yang sudah diolah di unit demineralisasi masih mengandung sedikit gas-gas terlarut

terutama O2. Gas-tersebut dihilangkan dari unit deaerator karena menyebabkan korosi. Pada deaerator kadarnya diturunkan sampai kurang dari 5 ppm. Proses pengurangan gas-gas dalam unit deaerator dilakukan secara mekanis dan kimiawi. Proses mekanis dilakukan dengan cara mengontakkan air umpan waste heat boiler dengan uap tekanan rendah, mengakibatkan sebagian besar gas terlarut dalam air umpan terlepas dan dikeluarkan ke atmosfer. Selanjutnya dilakukan proses kimiawi dengan penambahan bahan kimia hidrazin (N2H4). Adapun reaksi yang terjadi adalah: N2H4 (aq) + O2(g)

4.1.1.3.

¾ ¾® N2(g) + 2 H2O(l)

Air Konsumsi Umum dan Sanitasi

Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium, kantor, perumahan, dan pertamanan. Air konsumsi dan sanitasi harus memenuhi beberapa syarat yang meliputi syarat fisik, syarat kimia, dan syarat bakteriologis. Syarat fisik : ·

Suhu air sama dengan suhu lingkungan

·

Warna jernih

·

Tidak mempunyai rasa dan tidak berbau Syarat kimia:

·

Tidak mengandung zat organik maupun zat anorganik

·

Tidak beracun Syarat bakteriologis:

·

Tidak mengandung bakteri-bakteri, terutama bakteri yang patogen Air konsumsi umum dan sanitasi diperoleh dari PT. Sauh Bahtera Samudera. Air ini tidak

memerlukan pengolahan lebih lanjut karena sudah memenuhi persyaratan sebagai air minum, hanya memerlukan penambahan klorin sebesar 0,2 ppm untuk menghilangkan bakteri dan bibit penyakit.

Gambar 4.1. Skema Penyediaan dan Pengolahan Air

4.1.1.4. a.

Kebutuhan Air

Kebutuhan Pendingin Kebutuhan air laut sebagai pendingin disajikan pada tabel berikut: Tabel 4.1. Kebutuhan Air Pendingin

Nama Alat

Kebutuhan (kg/jam)

Condenser-01

55529

Condenser-02

3642

Condenser-03

1638

Condenser Partial-04

255081

Cooler-01

29803

Cooler-02

163

Cooler-03

521

Total

346377 Jumlah air yang dibutuhkan sebagai media pendingin untuk kondensor maupun cooler adalah sebesar = 346377 kg/jam.

b.

Kebutuhan Air untuk Steam Kebutuhan air untuk steam disajikan pada tabel 4.2 : Tabel 4.2. Kebutuhan Air untuk Steam

Alat

Kebutuhan (kg/jam)

Reboiler-01

1436

Reboiler-02

115

Reboiler-03

44

Total

1595 Kebutuhan air untuk steam = 1595 kg/jam Diperkirakan air yang hilang sebesar 10% sehingga kebutuhan make up air untuk steam = 160 kg/jam.

c.

Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi dapat dilihat pada Tabel 4.3: Tabel 4.3 Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi Area

Kebutuhan

Perkantoran

8650 kg/hari

Laboratorium

800 kg/hari

Bengkel

800 kg/hari

Kantin

4000 kg/hari

Poliklinik

350 kg/hari

Hidran/Taman

1500 kg/hari

Total

16100 kg/hari

Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi = 16100 kg/hari = 671 kg/jam Total air yang disuplai dari PT. Sauh Bahtera Samudera = make up air umpan boiler + air konsumsi = 831 kg/jam.

4.1.2.

Unit Pengadaan Steam Steam yang diproduksi pada pabrik stirena ini digunakan sebagai pemanas reboiler (RB-

01, RB-02 dan RB-03). Steam yang dihasilkan dari boiler ini merupakan saturated steam dengan suhu 204 °C dan tekanan 17 atm. Untuk menjaga kemungkinan kebocoran steam pada saat distribusi, jumlah steam dilebihkan sebanyak 10%. Jadi jumlah steam yang dibutuhkan adalah 1754kg/jam.

Spesifikasi boiler: Kode

: B-01

Jenis

: fire tube boiler

Jumlah

: 1 buah

Heating surface Rate of steam

: 997 ft2 : 1662 kg/jam

Tekanan steam

: 17 atm

Suhu steam

: 204 °C

Efisiensi

: 80%

Pemanas

: hasil atas S-01

Kebutuhan pemanas

4.1.3.

: 23 kg/jam

Unit Pengadaan Udara Tekan Udara tekan dibutuhkan untuk penggerak instrumentasi. Kebutuhan udara tekan tiap alat

diperkirakan 2,5 m3/jam, dan dalam pabrik terdapat 37 control valve, jadi kebutuhan total udara tekan adalah 92,5 m3/jam dengan tekanan 7 atm. Alat untuk menyediakan udara tekan berupa kompresor yang dilengkapi dengan dryer yang berisi silika untuk menyerap air . Spesifikasi kompresor yang dibutuhkan:

4.1.4.

Kode

: KU-01

Fungsi

: Memenuhi kebutuhan udara tekan

Jenis

: Single Stage Reciprocating Compressor

Jumlah

: 1 buah

Kapasitas

: 92,5 m3/jam

Tekanan suction

: 1 atm

Tekanan discharge

: 7 atm

Efisiensi

: 80%

Daya kompressor

: 15 Hp

Unit Pengadaan Listrik Kebutuhan tenaga listrik di pabrik stirena ini dipenuhi oleh PLTU Sulfindo dan generator

pabrik sebagai cadangan. Hal ini bertujuan agar pasokan tenaga listrik dapat berlangsung secara kontinyu meskipun ada gangguan pasokan dari PLTU Sulfindo. Generator yang digunakan adalah generator bolak-balik karena tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar dan tegangannya dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan. Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari : 1.

Listrik untuk keperluan proses dan utilitas

2.

Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi

3.

Listrik untuk penerangan dan perkantoran

4.

Listrik untuk AC

Besarnya kebutuhan listrik masing-masing keperluan di atas dapat diperkirakan sebagai berikut: 1.

Listrik untuk keperluan proses dan utilitas Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan keperluan pengolahan air diperkirakan sebagai berikut: Tabel 4.4. Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas

Nama Alat

Jumlah

HP

Total HP

P-01

1

0,75

0,75

P-02

1

5,00

5,00

P-03

1

0,08

0,08

P-04

1

3,00

3,00

P-05

1

0,08

0,08

P-06

1

0,05

0,05

P-07

1

0,05

0,05

P-08

1

0,05

0,05

PU-01

1

1,00

5,00

PU-02

1

3,00

3,00

PU-03

1

0,05

0,05

PU-04

1

0,20

0,20

PU-05

1

0,05

0,05

PU-06

1

2,00

2,00

PU-07

1

0,20

0,20

PU-08

1

0,05

0,05

PU-09

5

2,00

2,00

PU-10

1

0,05

0,05

PU-11

1

1,00

1,00

KU-01

1

15,00

15,00

PWT-01

1

0,08

0,08

PWT-02

1

0,17

0,17

PWT-03

1

0,08

0,08

PWT-04

1

0,17

0,17

PWT-05 Jumlah

1

0,50

0,50 38,72

Jadi jumlah listrik yang dikonsumsi untuk keperluan proses dan utilitas sebesar 38,72 HP. Diperkirakan kebutuhan listrik untuk alat yang tidak terdiskripsikan sebesar ± 10 % dari total kebutuhan. Maka total kebutuhan listrik adalah 42,59 HP atau sebesar 31,76 kW. 2.

Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 3,5 kW

3.

Listrik untuk AC Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 12 kW

4.

Listrik untuk perkantoran Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 23 kW

5.

Listrik untuk penerangan Untuk menentukan besarnya tenaga listrik digunakan persamaan :

Dengan:

L

: Lumen per outlet

a

: Luas area, ft2

F

: Foot candle yang diperlukan (tabel 13 Perry 3th ed)

U

: Koefisien utilitas (tabel 16 Perry 3th ed)

D

: Efisiensi lampu (tabel 16 Perry 3th ed)

Perhitungan jumlah lumen disajikan pada Tabel 4.5

Tabel 4.5

Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan Luas, m2

Luas, ft2

F

U

D

Lumen

Pos keamanan

27

290,6185

20

0,42

0,75

18451,9691

Parkir

450

4843,6419

10

0,49

0,75

131799,7793

Bangunan

Musholla

150

1614,5473

20

0,55

0,75

78281,0810

Kantin

150

1614,5473

20

0,51

0,75

84420,7736

Kantor

1500

16145,4730

35

0,60

0,75

1255759,0080

Aula

300

3229,0946

35

0,60

0,75

251151,8016

Poliklinik

150

1614,5473

20

0,56

0,75

76883,2046

Ruang kontrol

275

2960,0034

40

0,56

0,75

281905,0834

Laboratorium

275

2960,0034

40

0,56

0,75

281905,0834

Proses

4875

52472,7871

30

0,59

0,75

3557477,0929

Utilitas

675

7265,4628

10

0,59

0,75

164191,2504

Ruang generator

300

3229,0946

10

0,51

0,75

84420,7736

Bengkel

375

4036,3682

40

0,51

0,75

422103,8682

Safety

375

4036,3682

41

1,51

0,75

146129,0047

Gudang

300

3229,0946

5

0,51

0,75

42210,3868

Garasi

375

4036,3682

5

0,51

0,75

52762,9835

UPL

412,5

4440,0051

20

0,51

0,75

232157,1275

Jalan dan taman

8035,5

86491,2986

5

0,55

0,75

1048379,3775

Area perluasan

1400

15069,1081

5

0,57

0,75

176246,8783

Jumlah

20400

219578,4323

8386636,5277

Jumlah lumen : Untuk penerangan luar ruangan Untuk penerangan dalam bangunan

= 1356426,0351 lumen = 7030210,4926 lumen

Untuk semua area luar bangunan direncanakan menggunakan lampu merkuri 100 Watt, dimana lumen output tiap lampunya 3000 lumen/buah. Jadi jumlah lampu luar ruangan =

1356426,0351 = 453 buah 3000

Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu flourescent 40 Watt, dimana satu lampu instant Starting Daylight 40 W mempunyai lumen output = 1920 lumen/buah. Jadi jumlah lampu dalam ruangan =

Total daya penerangan adalah

7030210,4926 = 3662 buah 1920

= (40 W x 3662 + 100 W x 453) = 191,78 kW

Tabel 4.6

Total Kebutuhan Listrik

No

Kebutuhan Listrik

1.

Listrik untuk keperluan proses dan utilitas

2.

Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi

3.

Listrik untuk penerangan

4.

Listrik untuk AC

5.

Listrik untuk perkantoran Total

Tenaga Listrik (kW) 31,76 3,5 191,78 12 23 262,04

Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai efisiensi 90%, sehingga generator yang disiapkan harus mempunyai output sebesar 303,03 kW. Dipilih menggunakan generator dengan daya 350 kW Spesifikasi generator yang diperlukan: Kode

: GU-01

Fungsi

: Memenuhi kebutuhan listrik

Jenis

: AC Generator

Jumlah

: 1 buah

Kapasitas

: 350 kW

Tegangan

: 220/380 V

Efisiensi

: 90%

Bahan bakar

: IDO

Kebutuhan bahan bakar

: 39 L/jam

4.1.5.

Unit Pengadaan Bahan Bakar Unit pengadaan bahan bakar mempunyai tugas untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar

furnace, boiler dan generator. Jenis bahan bakar yang digunakan adalah hasil atas S-01 dan IDO (Industrial Diesel Oil). Pemilihan IDO sebagai bahan bakar didasarkan pada alasan: 1.

Mudah didapat

2.

Lebih ekonomis

3.

Mudah dalam penyimpanan Bahan bakar IDO yang digunakan mempunyai spesifikasi dari 002/P/DM/Migas/1979

sebagai berikut: Specific Gravity

: 0,840

Viscosity kinematik

: 1,6 mm2/s

Pour Point

: 65 ºF

Sulphur Content

: 0,5 % (berat)

Water Content

: 0,25 % (volume)

Sediment

: 0,02 % (berat)

Ash

: 0,02 % (berat)

Heating Value

: 18486,9651 Btu/lb

Efisiensi bahan bakar

: 80 %

Kebutuhan bahan bakar dapat diperkirakan sebagai berikut:

Bahan bakar = a.

Kebutuhan bahan bakar untuk furnace Kapasitas furnace

= 22973384 Btu/jam

Kebutuhan bahan bakar dari hasil atas S-01 = 174 kg/jam b.

Kebutuhan bahan bakar untuk boiler Kapasitas boiler

= 2991381 Btu/jam

Kebutuhan bahan bakar dari hasil atas S-01 = 23 kg/jam c.

Kebutuhan bahan bakar untuk generator Kapasitas generator Kebutuhan bahan bakar IDO

4.1.6.

= 350 kW = 39 L/jam

Unit Pengolahan Limbah Limbah yang dihasilkan dari pabrik stirena ini berupa limbah cair. Limbah cair yang

dihasilkan oleh pabrik ini antara lain limbah buangan sanitasi dan limbah dari sentrifuge. Air buangan sanitasi berasal dari perkantoran dan kawasan pabrik seperti air bekas pencucian, air masak dan lain-lain. Penanganan limbah ini tidak memerlukan hal khusus karena seperti limbah rumah tangga lainnya, air buangan ini tidak mengandung bahan – bahan kimia yang berbahaya. Sedangkan limbah sentrifuge diolah didalam pengolahan limbah cair menggunakan lumpur aktif.

4.2.

Laboratorium Laboratorium memiliki peranan sangat besar di dalam suatu pabrik untuk memperoleh

data – data yang diperlukan. Data – data tersebut digunakan untuk evaluasi unit-unit yang ada, menentukan tingkat efisiensi, dan untuk pengendalian mutu. Pengendalian mutu atau pengawasan mutu di dalam suatu pabrik pada hakekatnya dilakukan dengan tujuan mengendalikan mutu produk yang dihasilkan agar sesuai dengan standar yang ditentukan. Pengendalian mutu dilakukan mulai bahan baku, saat proses berlangsung dan juga pada hasil atau produk. Pengendalian rutin dilakukan untuk menjaga agar kualitas dari bahan baku dan produk yang dihasilkan sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Dengan pemeriksaan secara rutin juga dapat diketahui apakah proses berjalan normal atau menyimpang. Jika diketahui analisis produk tidak sesuai dengan yang diharapkan maka dengan mudah dapat diketahui atau diatasi. Laboratorium berada di bawah bidang teknik dan perekayasaan yang mempunyai tugas pokok antara lain : a.

Sebagai pengontrol kualitas bahan baku dan pengontrol kualitas produk.

b.

Sebagai pengontrol terhadap proses produksi.

c.

Sebagai pengontrol terhadap mutu air pendingin, air umpan waste heat boiler dan lain-lain yang berkaitan langsung dengan proses produksi. Laboratorium melaksanakan kerja 24 jam sehari dalam kelompok kerja shift dan nonshift.

1. Kelompok shift Kelompok ini melaksanakan tugas pemantauan dan analisis – analisis rutin terhadap proses produksi. Dalam melaksanakan tugasnya, kelompok ini menggunakan sistem bergilir, yaitu sistem kerja shift selama 24 jam dengan dibagi menjadi 3 shift dalam 4 regu kerja. Masing – masing shift bekerja selama 8 jam. 2. Kelompok nonshift Kelompok ini mempunyai tugas melakukan analisis khusus yaitu analisis 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 analisis laboratorium

b.

Melakukan penelitian atau percobaan untuk membantu kelancaran produksi Dalam menjalankan tugasnya, bagian laboratorium dibagi menjadi :

1. Laboratorium fisik 2. Laboratorium analitik 3. Laboratorium penelitian dan pengembangan

4.2.1.

Laboratorium Fisik Bagian ini bertugas mengadakan pemeriksaan atau pengamatan terhadap sifat – sifat

bahan baku, produk dan air. Pengamatan yang dilakukan yaitu antara lain : ·

specific gravity

·

viskositas

·

kandungan air

4.2.2.

Laboratorium Analitik Bagian ini mengadakan pemeriksaan terhadap bahan baku dan produk mengenai sifat –

sifat kimianya. Analisis yang dilakukan antara lain :

4.2.3.

·

kadar kandungan kimiawi dalam produk utama

·

kadar kandungan kimiawi dalam produk samping

Laboratorium Penelitian dan Pengembangan Bagian ini bertujuan untuk mengadakan penelitian, misalnya :

4.2.4.

·

diversifikasi produk

·

perlindungan terhadap lingkungan

Analisis Bahan Baku

4.2.4.1. Densitas Alat

: Hidrometer

Cara pengujian : Menuang sampel ke dalam gelas ukur 1 liter (usahakan tidak terbentuk gelembung) -

Memasukkan termometer ke dalam gelas ukur

-

Memasukkan hidrometer yang telah dipilih sesuai dengan sampel

-

Memasukkan hidrometer terapung pada sampel sampai konstan lalu membaca skala pada hidrometer tersebut

-

Mengkonversi menggunakan tabel yang tersedia

4.2.4.2. Viskositas Alat : Viskometer tube, bath, stopwatch, thermometer Cara pengujian : -

Mengisikan sampel dengan volume tertentu (sesuai dengan kapasitas kapiler) ke dalam viskometer tube yang telah dipilih

-

Memasukkan sampel ke dalam bath, diamkan selama 15 menit agar temperatur sampel sesuai dengan temperatur bath/temperatur pengetesan

-

Pengetesan dilakukan dengan mengalirkan sampel melalui kapiler sambil menghitung alirnya

4.2.5.

Analisis Produk

4.2.5.1 Kromatografi Cair (Liquid Chromatography) Sampel produk yang akan diuji dimasukkan ke dalam alat kromatografi cair. Selanjutnya sampel akan melewati sebuah kolom yang berisi bahan kimia (stationary phase) dimana rantairantai hidrokarbon akan tertarik ke dalam fase diam. Di dalam kolom inilah rantai-rantai hidrokarbon akan mengalir lebih lama dengan waktu tempuh yang berbeda-beda untuk setiap jenis sampel tergantung dari bahan kimia penyusunnya, dari sinilah dapat teridentifikasi secara elektronik senyawa yang terkandung di dalam sampel.

4.2.6.

Analisis Air Air yang dianalisis antara lain:

1.

Air baku

2.

Air demineralisasi

3.

Air konsumsi umum dan sanitasi

4.

Air limbah Parameter yang diuji antara lain warna, pH, kandungan klorin, tingkat kekeruhan, total

kesadahan, jumlah padatan, total alkalinitas, sulfat, silika, dan konduktivitas air. Alat-alat yang digunakan dalam laboratorium analisis air ini antara lain: 1.

pH meter, digunakan untuk mengetahui tingkat keasaman/kebasaan air.

2.

Spektrofotometer, digunakan untuk mengetahui konsentrasi suatu senyawa terlarut dalam air.

3.

Peralatan titrasi, untuk mengetahui jumlah kandungan klorida, kesadahan dan alkalinitas.

4.

Conductivity meter, untuk mengetahui konduktivitas suatu zat yang terlarut dalam air.

Air umpan boiler yang dihasilkan unit demineralisasi juga diuji oleh laboratorium ini. Parameter yang diuji antara lain pH, konduktivitas dan kandungan silikat (SiO2), kandungan Mg2+, Ca2+.

BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN

5.1. Bentuk Perusahaan Bentuk perusahaan yang direncanakan pada prarancangan pabrik stirena ini adalah Perseroan Terbatas (PT). Perseroan Terbatas merupakan bentuk perusahaan yang mendapatkan modalnya dari penjualan saham, dimana tiap sekutu turut mengambil bagian sebanyak satu saham atau lebih. Saham adalah surat berharga yang dikeluarkan dari perusahaan atau perseroan terbatas tersebut dan orang yang memiliki saham berarti telah menyetorkan modal ke perusahaan, yang berarti pula ikut memiliki perusahaan. Dalam perseroan terbatas, pemegang saham hanya bertanggung jawab menyetor penuh jumlah yang disebutkan dalam tiap saham. Pabrik stirena yang akan didirikan mempunyai : ·

Bentuk perusahaan : Perseroan Terbatas (PT)

·

Lapangan Usaha

·

Lokasi Perusahaan : Serang Utara, Banten, Jawa Barat

: Industri Stirena

Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan atas beberapa faktor, antara lain (Widjaja, 2003) : 1.

Mudah mendapatkan modal dengan cara menjual saham di pasar modal atau perjanjian tertutup dan meminta pinjaman dari pihak yang berkepentingan seperti badan usaha atau perseorangan.

2.

Tanggung jawab pemegang saham bersifat terbatas, artinya kelancaran produksi hanya akan ditangani oleh direksi beserta karyawan sehingga gangguan dari luar dapat dibatasi.

3.

Kelangsungan hidup perusahaan lebih terjamin karena tidak terpengaruh dengan berhentinya pemegang saham, direksi berserta stafnya, dan karyawan perusahaan.

4.

Mudah mendapat kredit bank dengan jaminan perusahaan yang sudah ada.

5.

Pemilik dan pengurus perusahaan terpisah satu sama lain, pemilik perusahaan adalah para pemegang saham dan pengurus perusahaan adalah direksi beserta stafnya yang diawasi oleh dewan komisaris.

6.

Efisiensi dari manajemen Para pemegang saham dapat memilih orang yang ahli sebagai dewan komisaris dan direktur utama yang cukup cakap dan berpengalaman.

7.

Lapangan usaha lebih luas Suatu Perseroan Terbatas dapat menarik modal yang sangat besar dari masyarakat, sehingga dengan modal ini PT dapat memperluas usahanya.

8.

Merupakan bidang usaha yang memiliki kekayaan tersendiri yang terpisah dari kekayaan pribadi

9.

Mudah bergerak di pasar modal

5.2.

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 (Widjaja, 2003) : ·

Pendelegasian wewenang

·

Perumusan tujuan perusahaan dengan jelas

·

Pembagian tugas kerja yang jelas

·

Kesatuan perintah dan tanggung jawab

·

Sistem kontrol atas kerja yang telah dilaksanakan

·

Organisasi perusahaan yang fleksibel Dengan berpedoman terhadap asas - asas tersebut, maka dipilih organisasi kerja

berdasarkan Sistem Line and Staff. Pada sistem ini, garis wewenang lebih sederhana, praktis dan tegas. 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 orang-orang yang ahli di bidangnya. Bantuan pikiran dan nasehat akan diberikan oleh staf ahli kepada tingkat pengawas demi tercapainya tujuan perusahaan.

Menurut Djoko (2003), ada 2 kelompok orang yang berpengaruh dalam menjalankan organisasi kerja berdasarkan sistem garis dan staff ini, yaitu : 1.

Sebagai garis atau lini, yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas pokok organisasi dalam rangka mencapai tujuan.

2.

Sebagai staff, yaitu orang - orang yang melakukan tugas sesuai dengan keahliannya, dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran - saran kepada unit operasional.

Dewan Komisaris mewakili para pemegang saham (pemilik perusahaan) dalam pelaksanaan tugas sehari-harinya. 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

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 stirena disajikan pada Gambar 5.1.

5.3.

Tugas dan Wewenang

5.3.1. Pemegang Saham Pemegang saham adalah beberapa orang yang mengumpulkan modal untuk kepentingan pendirian dan berjalannya operasi perusahaan tersebut. Para pemilik saham adalah pemilik

perusahaan. Kekuasaan tertinggi pada perusahaan yang mempunyai bentuk perseroan terbatas adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS). Pada RUPS tersebut para pemegang saham berwenang (Widjaja, 2003) : 1.

Mengangkat dan memberhentikan Dewan Komisaris

2.

Mengangkat dan memberhentikan Direksi

3.

Mengesahkan hasil-hasil usaha serta laba rugi tahunan perusahaan

Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Stirena

5.3.2. 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 (Widjaja, 2003) : 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.

5.3.3. 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 Teknik dan Produksi, serta Direktur Keuangan dan Administrasi. Tugas-tugas Direktur Utama meliputi : 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 dengan Direktur Teknik dan Produksi, dan Direktur Keuangan dan Administrasi. Tugas-tugas Direktur Teknik dan Produksi meliputi :

1.

Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang produksi, teknik, dan rekayasa produksi.

2.

Mengkoordinir, mengatur, serta mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala- kepala bagian yang menjadi bawahannya.

3.

Memimpin pelaksanaan kegiatan pabrik yang berhubungan dengan bidang teknik, produksi pengembangan, pemeliharaan peralatan dan laboratorium. Tugas-tugas Direktur Keuangan dan Administrasi meliputi :

1.

Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang pemasaran, keuangan, administrasi, dan pelayanan umum.

2.

Mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala- kepala bagian yang menjadi bawahannya.

5.3.4. 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.

5.3.5. 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. Kepala Bagian membawahi Kepala Seksi. Kepala Seksi merupakan 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 terhadap kepala bagian masing-masing sesuai dengan seksinya. Kepala bagian terdiri dari: 1.

Kepala Bagian Produksi dan Utilitas Kepala Bagian Produksi dan Utilitas bertanggung jawab kepada Direktur Teknik dan

Produksi dalam bidang mutu, jalannya operasi pabrik sehari-hari, dan menjaga kelancaran proses produksi serta mengkoordinir kepala-kepala seksi yang menjadi bawahannya. Kepala Bagian produksi membawahi dua Kepala Seksi : a)

Kepala Seksi Proses Produksi Tugas

:

Mengawasi jalannya proses produksi, menjalankan tindakan seperlunya terhadap kejadian-kejadian yang tidak diharapkan sebelum diambil oleh seksi yang berwenang.

Pendidikan

:

Sarjana Teknik Kimia / Teknik Mesin

Jumlah

:

1 orang

Bawahan

:

4 orang kepala regu (S-1 / D3 Teknik Kimia) 48 orang operator (STM / SLTA)

Tabel 5.1. Perincian Jumlah Karyawan Proses

Nama Alat

Unit persiapan bahan

Jumlah

Jumlah orang x 4

orang/shift

shift

3

12

5

20

3

12

11

44

(tangki, pompa, heat exchanger, furnace) Unit reaksi dan pemisahan (reaktor, WHB, separator, dekanter, menara distilasi) Unit finishing (tangki, pompa, heat exchanger) TOTAL b) Kepala Seksi Utilitas

Tugas

:

Melaksanakan dan mengatur sarana utilitas untuk memenuhi kebutuhan proses, kebutuhan uap, dan air.

Pendidikan

:

Sarjana Teknik Kimia / Teknik Mesin

Jumlah

:

1 orang

Bawahan

:

4 orang kepala regu (S-1 / D3 Teknik Kimia) 20 orang operator (STM / SLTA)

Tabel 5.2. Perincian Jumlah Karyawan Utilitas

Nama Alat

Jumlah orang/shift

Jumlah orang x 4 shift

Unit Recovery

1

4

2

8

Unit pengolahan limbah

2

8

TOTAL

5

20

Unit

pengolahan

air

dan

penyediaan steam

2.

Kepala Bagian Teknik Tugas kepala bagian teknik, antara lain: a.

Mengkoordinir kepala - kepala seksi yang menjadi bawahannya.

b.

Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang peralatan dan utilitas. Kepala Bagian teknik membawahi dua Kepala Seksi :

a)

Kepala Seksi Listrik dan Instrumentasi Tugas

: Bertanggung jawab terhadap penyediaan listrik serta alat-alat instrumentasi.

Pendidikan

: Sarjana Teknik Elektro

Jumlah

: 1 orang

Bawahan

: 4 orang kepala regu (S-1 / D3 Teknik Elektro) 8 orang operator (STM Listrik)

b) Kepala Seksi Peralatan dan Bengkel

Tugas

:

Bertanggung jawab terhadap kegiatan perawatan dan penggantian alat-alat serta fasilitas pendukungnya, dan melaksanakan pemeliharaan fasilitas gedung dan peralatan pabrik.

Pendidikan

:

Sarjana Teknik Mesin

Jumlah

:

1 orang

Bawahan

:

4 orang kepala regu (S-1 / D3 Teknik Mesin) 8 orang operator (STM Mesin)

3.

Kepala Bagian Pengembangan dan Penelitian (Litbang) Kepala Bagian Pengembangan dan Penelitian (Litbang) bertanggung jawab kepada

Direktur Teknik dan Produksi dan bertanggung jawab memimpin aktivitas laboratorium, pengendalian mutu, penelitian dan pengembangan. Kepala Bagian Litbang membawahi dua Kepala Seksi : a)

Kepala Seksi Laboratorium dan Pengendalian Mutu Tugas

: Menyelenggarakan pemantauan hasil (mutu) dan

pengolahan

limbah. Pendidikan

: Sarjana Teknik Kimia

Jumlah

: 1 orang

Bawahan

: 4 orang kepala regu (S-1 Teknik Kimia / MIPA Kimia) 8 orang operator (D3 MIPA / Analitik)

b)

Kepala Seksi Penelitian dan Pengembangan Tugas

: Mengkoordinir kegiatan yang berhubungan dengan peningkatan produksi dan efisiensi proses secara keseluruhan.

Pendidikan


Jumlah

: 1 orang

Bawahan

: 8 orang staff I (S-1 Teknik Kimia / Mesin / Elektro)

4.

Kepala Bagian Keuangan dan Pemasaran Kepala Bagian Keuangan dan Pemasaran bertanggung jawab kepada Direktur Keuangan

dan Administrasi dalam bidang administrasi, keuangan, dan pemasaran termasuk pembelian bahan baku, bahan pembantu, dan penjualan produk. Kepala Bagian Keuangan membawahi tiga Kepala Seksi : a)

Kepala Seksi Keuangan Tugas

: Bertanggung jawab terhadap pembukuan serta hal-hal yang berkaitan dengan keuangan perusahaan.

Pendidikan

: Sarjana Ekonomi / Akuntansi

Jumlah

: 1 orang

Bawahan

: 2 orang staff I (S-1 Ekonomi / Akuntansi) 4 orang staff II (D3 Ekonomi / Akuntansi)

b)

Kepala Seksi Pemasaran Tugas

: Mengkoordinir kegiatan pemasaran produk dan mengatur distribusi barang dari gudang.

Pendidikan

: Sarjana Ekonomi / Teknik Industri

Jumlah

: 1 orang

Bawahan


c)

Kepala Seksi Pembelian Tugas

: Mengatur dan mengumpulkan semua informasi mengenai bahan baku dan bahan lain yang dibutuhkan perusahaan dan mengadakan tender pembelian.

Pendidikan

: Sarjana Ekonomi / Teknik Industri

Jumlah

: 1 orang

Bawahan


5.

Kepala Bagian Administrasi Bertanggung jawab kepada Direktur Keuangan dan Administrasi dalam bidang

administrasi pabrik, personalia, dan tata usaha. Kepala Bagian Administrasi membawahi dua Kepala Seksi : a)

Kepala Seksi Personalia Tugas

: Mengkoordinasi kegiatan yang berhubungan dengan kepegawaian.

Pendidikan

: Sarjana Hukum / Psikologi

Jumlah

: 1 orang

Bawahan

: 2 orang staff I (S-1 Komunikasi / Psikologi) 2 orang staff II (D3 Komunikasi / Psikologi)

b)

Kepala Seksi Tata Usaha Tugas

: Bertanggung jawab terhadap kegiatan yang berhubungan dengan rumah tangga perusahaan serta tata usaha kantor.

Pendidikan

: Sarjana Ekonomi / Hukum

Jumlah

: 1 orang

Bawahan

: 2 orang staff I (S-1 Manajemen Perusahaan) 2 orang staff II (D3 Manajemen Perusahaan)

6.

Kepala Bagian Umum Bertanggung jawab kepada Direktur Keuangan dan Administrasi dalam mengelola bidang

hubungan masyarakat, keamanan dan kesejahteraan karyawan. Kepala Bagian Umum membawahi dua Kepala Seksi : a)

Kepala Seksi Hubungan Masyarakat

Tugas

: Menyelenggarakan kegiatan yang berkaitan dengan relasi perusahaan, pemerintah dan masyarakat serta mengawasi langsung masalah keamanan perusahaan.

Pendidikan

: Sarjana Hukum / Psikologi / Komunikasi

Jumlah

: 1 orang

Bawahan

: 2 orang staff I (S-1 / D3 Komunikasi) 4 orang kepala regu 12 orang satpam (SLTA)

b)

Kepala Seksi Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3) Tugas

: Bertanggung jawab terhadap masalah kesehatan karyawan dan keluarga serta menangani masalah keselamatan kerja dalam perusahaan.

Pendidikan

: Sarjana Kedokteran Umum

Jumlah

: 1 orang

Bawahan

: 2 orang staff I (S-1 / D4 Hiperkes) 2 orang staff II (D3 Hiperkes / Akper)

5.4.

Pembagian Jam Kerja Karyawan Pabrik stirena ini direncanakan beroperasi selama 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 pabrik. Sedangkan pembagian jam kerja karyawan digolongkan dalam dua golongan yaitu karyawan shift dan non shift 5.4.1. Karyawan non shift / harian 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 akan bekerja selama 5 hari dalam seminggu dan libur pada hari Sabtu, Minggu dan hari besar, dengan pembagian kerja sebagai berikut : Jam kerja : ·

Hari Senin – Jum’at : Jam 08.00 – 17.00

Jam Istirahat : ·

Hari Senin – Kamis : Jam 12.00 – 13.00

·

Hari Jum’at

: Jam 11.00 – 13.00

5.4.2. 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 gudang dan bagian utilitas, pengendalian, laboratorium, dan bagian - bagian yang harus selalu siaga untuk menjaga keselamatan serta keamanan pabrik. Para karyawan shift akan bekerja secara bergantian selama 24 jam, dengan pengaturan sebagai berikut : o

Shift Pagi

: Jam 07.00 – 15.00

o

Shift Sore

: Jam 15.00 – 23.00

o

Shift Malam

: Jam 23.00 – 07.00

Untuk karyawan shift ini dibagi menjadi 4 kelompok (A / B / C / D) dimana dalam satu hari kerja, hanya tiga kelompok masuk, sehingga ada satu kelompok yang libur. Untuk hari libur atau hari besar yang ditetapkan pemerintah, kelompok yang bertugas tetap harus masuk. Jadwal pembagian kerja masing-masing kelompok disajikan dalam tabel 5.3. Tabel 5.3. Jadwal pembagian kelompok shift Hari

Shift pagi

Shift sore

Shift malam

Libur

Senin

A

B

C

D

Selasa

D

A

B

C

Rabu

C

D

A

B

Kamis

B

C

D

A

Jum’at

A

B

C

D

Sabtu

D

A

B

C

Minggu

C

D

A

B

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 pimpinan perusahaan sebagai salah satu dasar dalam mengembangkan karier para karyawan di dalam perusahaan (Djoko, 2003).

5.5.

Status Karyawan dan Sistem Upah Pada pabrik Stirena monomer ini sistem upah karyawan berbeda - beda tergantung pada

status karyawan, kedudukan, tanggung jawab, dan keahlian. Menurut status karyawan dapat dibagi menjadi tiga golongan sebagai berikut: 1.

Karyawan Tetap Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan surat keputusan (SK) direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan kedudukan, keahlian, dan masa kerjanya.

2.

Karyawan Harian Yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi tanpa SK direksi dan mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan.

3.

Karyawan Borongan Yaitu karyawan yang digunakan oleh pabrik bila diperlukan saja. Karyawan ini menerima upah borongan untuk suatu pekerjaan.

5.6.

Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji

5.6.1. Penggolongan Jabatan 1.

Direktur Utama

: Sarjana Ekonomi / Teknik / Hukum

2.

Direktur Teknik dan Produksi

3.

Direktur Keuangan Dan Administrasi

: Sarjana Ekonomi/Akuntansi

4.

Kepala Bagian Produksi dan Utilitas


5.

Kepala Bagian Teknik /Elektro

6.


:Sarjana Mesin /

Kepala Bagian Litbang Elektro

Teknik

Kimia

/Mesin

Elektro :Sarjana Teknik Kimia/ Mesin / Mesin / Elektro

7.

Direktur Keuangan Dan Pemasaran

: Sarjana Ekonomi/Akuntansi

8.

Kepala Bagian Administrasi

: Sarjana Ekonomi/Hukum

9.

Kepala Seksi

: Sarjana

10. Kepala Regu

: Sarjana atau D3

11. Pegawai Staff 1

: Sarjana atau D3

12. Pegawai Staff 2

: Sarjana atau D3

13. Operator

: D3 atau STM

14. Sopir, Keamanan, Pesuruh

: SLTA / Sederajat

5.6.2. Jumlah Karyawan dan Gaji Jumlah Karyawan harus ditentukan dengan tepat, sehingga semua pekerjaan dapat diselenggarakan dengan baik dan efektif. Tabel 5.4. Jumlah Karyawan Menurut Jabatan

No.

Jabatan

Jumlah

1

Direktur Utama

1

2

Direktur

2

3

Staff Ahli

4

4

Kepala Bagian

6

5

Kepala Seksi

13

6

Kepala Shift

4

7

Kepala Regu

20

8

Pegawai Staff 1

14

9

Pegawai Staff 2

14

10

Operator

96

11

Security

12

12

Sopir

6

13

Cleaning Service

8

TOTAL

200

Tabel 5.5. Perincian Golongan dan Gaji Karyawan

Gol.

Jabatan

Gaji/bulan (Rp.)

Kualifikasi

III

Direktur Utama

40.000.000,00

S-1/S-2/S-3

IV

Direktur

30.000.000,00

S-1/S-2

V

Kepala Bagian

10.000.000,00

S-1

VI

Staff Ahli

15.000.000,00

S-1/S-2

VII

Kepala Seksi

7.500.000,00

S-1

VIII

Kepala Shift

6.000.000,00

S-1/D-3

IX

Kepala Regu

4.500.000,00

S-1/ D-3

X

Pegawai Staff I

4.500.000,00

S-1

XI

Pegawai Staff II

3.000.000,00

D-3

XII

Operator

3.000.000,00

SLTA

Security

1.500.000,00

SLTA

Sopir

1.500.000,00

SLTA

Cleaning Service

1.000.000,00

SLTA

5.7.

Kesejahteraan Sosial Karyawan Kesejahteraan sosial yang diberikan oleh perusahaan pada para karyawan, antara lain

(Masud, 1989) : 1. Tunjangan o

Tunjangan yang berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan karyawan yang bersangkutan.

o

Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang karyawan.

o

Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja.

2. Pakaian Kerja Diberikan kepada setiap karyawan setiap tahun sejumlah empat pasang. 3. Cuti o

Cuti tahunan diberikan kepada setiap karyawan selama 12 hari kerja dalam satu tahun.

o

Cuti sakit diberikan kepada karyawan yang menderita sakit berdasarkan keterangan dokter.

o

Cuti hamil diberikan kepada karyawati yang hendak melahirkan, masa cuti berlaku selama 2 bulan sebelum melahirkan sampai 1 bulan sesudah melahirkan.

4. Pengobatan o

Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang diakibatkan oleh kecelakaan kerja, ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan undang-undang.

o

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 Rp1.000.000,00 per bulan. 5.8.

Manajemen Perusahaan

Manajemen produksi merupakan salah satu bagian dari manajemen perusahaan yang fungsi utamanya adalah menyelenggarakan semua kegiatan untuk memproses bahan baku menjadi produk dengan mengatur penggunaan faktor - faktor produksi sedemikian rupa sehingga proses produksi berjalan sesuai dengan yang direncanakan. Manajemen produksi meliputi manajemen perancangan dan pengendalian produksi. Tujuan perencanaan dan pengendalian produksi mengusahakan perolehan kualitas produk sesuai target dalam jangka waktu tertentu. Dengan meningkatnya kegiatan produksi maka selayaknya diikuti dengan kegiatan perencanaan dan pengendalian agar penyimpangan produksi dapat dihindari. Perencanaan sangat erat kaitannya dengan pengendalian dimana perencanaan merupakan tolak ukur bagi kegiatan operasional sehingga penyimpangan yang terjadi dapat diketahui dan selanjutnya dikembalikan pada arah yang sesuai.

5.8.1. Perencanaan Produksi Dalam menyusun rencana produksi secara garis besar ada direktur keuangan dan umum. Hal yang perlu dipertimbangkan yaitu faktor internal dan faktor eksternal. Faktor internal adalah kemampuan pabrik sedangkan faktor eksternal adalah faktor yang menyangkut kemampuan pasar terhadap jumlah produk yang dihasilkan. Dipengaruhi oleh keandalan dan kemampuan mesin yaitu jam kerja efektif dan beban yang diterima. 1.

Kemampuan Pasar Dapat dibagi menjadi 2 kemungkinan, yaitu : ·

Kemampuan pasar lebih besar dibandingkan kemampuan pabrik, maka rencana produksi disusun secara maksimal.

·

Kemampuan pasar lebih kecil dari kemampuan pabrik.

Ada tiga alternatif yang dapat diambil : ·

Rencana produksi sesuai kemampuan pasar atau produksi diturunkan sesuai dengan kemampuan pasar, dengan mempertimbangkan untung dan rugi.

·

Rencana produksi tetap dengan mempertimbangkan bahwa kelebihan produksi disimpan dan dipasarkan tahun berikutnya.

· 2.

Mencari daerah pemasaran baru.

Kemampuan Pabrik Pada umumnya kemampuan pabrik ditentukan oleh beberapa faktor, antara lain ·

Bahan Baku Dengan pemakaian yang memenuhi kualitas dan kuantitas, maka akan mencapai jumlah produk yang diinginkan.

·

Tenaga kerja Kurang terampilnya tenaga kerja akan menimbulkan kerugian, sehingga diperlukan pelatihan agar kemampuan kerja keterampilannya meningkat dan sesuai dengan yang diinginkan.

·

Peralatan (Mesin) Ada dua hal yang mempengaruhi kehandalan dan kemampuan mesin, yaitu jam kerja mesin efektif dan kemampuan mesin. Jam kerja mesin efektif adalah kemampuan suatu alat untuk beroperasi pada kapasitas yang diinginkan pada periode tertentu. Kemampuan mesin adalah kemampuan mesin dalam memproduksi.

5.8.2. Pengendalian Produksi Setelah perencanaan produksi disusun dan proses produksi dijalankan, perlu adanya pengawasan dan pengendalian produksi agar proses berjalan baik. Kegiatan proses produksi diharapkan menghasilkan produk dengan mutu sesuai dengan standard dan jumlah produk sesuai dengan rencana dalam jangka waktu sesuai jadwal. a. Pengendalian Kualitas

Penyimpangan kualitas terjadi karena mutu bahan baku tidak baik, kerusakan alat, dan penyimpangan operasi. Hal - hal tersebut dapat diketahui dari monitor atau hasil analisis laboratorium.

b. Pengendalian Kuantitas Penyimpangan kuantitas terjadi karena kesalahan operator, kerusakan mesin, keterlambatan bahan baku serta perbaikan alat yang terlalu lama. Penyimpangan perlu diketahui penyebabnya, baru dilakukan evaluasi. Kemudian dari evaluasi tersebut diambil tindakan seperlunya dan diadakan perencanaan kembali dengan keadaan yang ada. c. Pengendalian Waktu Untuk mencapai kuantitas tertentu perlu adanya waktu tertentu pula. d. Pengendalian Bahan Proses Bila ingin dicapai kapasitas produksi yang diinginkan maka bahan proses harus mencukupi sehingga diperlukan pengendalian bahan proses agar tidak terjadi kekurangan.

BAB VI ANALISIS EKONOMI

Pada perancangan pabrik stirena ini dilakukan evaluasi atau penilaian investasi dengan maksud untuk mengetahui apakah pabrik yang dirancang menguntungkan atau tidak. Komponen terpenting dari perancangan ini adalah estimasi harga alat - alat. karena harga ini dipakai sebagai dasar untuk estimasi analisis ekonomi. Analisis ekonomi dipakai untuk mendapatkan perkiraan/estimasi tentang kelayakan investasi modal dalam suatu kegiatan produksi suatu pabrik dengan meninjau kebutuhan modal investasi.besarnya laba yang diperoleh. lamanya modal investasi dapat dikembalikan. dan terjadinya titik impas. Selain itu analisis ekonomi dimaksudkan untuk mengetahui apakah pabrik yang dirancang dapat menguntungkan atau tidak jika didirikan.

6.1

Penaksiran Harga Peralatan Harga peralatan proses tiap alat tergantung pada kondisi ekonomi yang sedang terjadi.

Untuk mengetahui harga peralatan yang pasti setiap tahun sangat sulit sehingga diperlukan suatu metoda atau cara untuk memperkirakan harga suatu alat dari data peralatan serupa pada tahuntahun sebelumnya. Penentuan harga peralatan dilakukan dengan menggunakan data indeks harga.

Tabel 6.1 Indeks Harga Alat Cost Indeks 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 Sumber : Tabel 6-2 Peters & Timmerhaus. ed.5, 2003

405 400 395

indeks

390 385 380

y = 3,6077x - 6823,2

375 370 365 360 355

1990 1991 Gambar 1992 1993 1995 Engineering 1996 1997 1998 2000 2001 2002 2003 6.1 1994 Chemical Cost1999 Index

Dengan asumsi kenaikan indeks linear. tahun maka dapat diturunkan persamaan least square sehingga didapatkan persamaan berikut: Y = 3,6077 X - 6823,174 Pabrik direncanakan mulai beroperasi pada tahun 2014 dan pembelian alat dimulai tahun 2012. sehingga indeks pada tahun 2012 adalah 435,518. Harga alat dan yang lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi (2012 dan dilihat dari grafik pada referensi. Menurut Peters & Timmerhaus, 2003, untuk mengestimasi harga alat tersebut pada masa sekarang digunakan persamaan : Ex

= Ey .

Nx Ny

Ex

= Harga pembelian pada tahun 2012

Ey

= Harga pembelian pada tahun 2002

6.2

6.3

Nx

= Indeks harga pada tahun 2012

Ny

= Indeks harga pada tahun 2002

Dasar Perhitungan Kapasitas produksi

:

60.000 ton/tahun

Satu tahun operasi

:

330 hari

Pabrik didirikan

:

2014

Harga bahan baku etilbenzena

:

US $ 0,64 / lb

Harga katalis Fe2O3

:

US $ 20 / kg

Penentuan Total Capital Investment (TCI)

Asumsi-asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam analisis ekonomi : 1.

Pengoperasian pabrik dimulai tahun 2014. Proses yang dijalankan adalah proses kontinyu.

2.

Kapasitas produksi adalah 60.000 ton/tahun.

3.

Jumlah hari kerja adalah 330 hari per tahun.

4.

Shut down pabrik dilaksanakan selama 30 hari dalam satu tahun untuk perbaikan alat-alat pabrik.

5.

Modal kerja yang diperhitungkan selama 1 bulan.

6.

Umur alat-alat pabrik diperkirakan 20 tahun.

7.

Nilai rongsokan (Salvage Value) alat adalah nol. Nilai tanah diperhitungkan.

8.

Situasi pasar, biaya dan lain - lain diperkirakan stabil selama pabrik beroperasi.

9.

Upah buruh asing US $ 20 per manhour.

10. Upah buruh lokal Rp. 7.500,00 per manhour 11. Satu manhour asing = 2 manhour Indonesia

12. Kurs rupiah yang dipakai Rp. 9706,3773

6.4

Hasil Perhitungan

6.4.1

Capital Investment

6.4.1.1 Fixed Capital Investment (FCI) Tabel 6.2 Fixed Capital Investment No

Jenis

US $

Rp.

1.

Harga pembelian peralatan

1.249.247

0

2.

Instalasi alat-alat

157.405

284.828.330

3.

Pemipaan

612.131

346.666.060

4.

Instrumentasi

303.567

53.405.312

5.

Isolasi

37.477

46.846.765

6.

Listrik

124.925

46.846.765

7.

Bangunan

374.774

0

8.

Tanah & perbaikan lahan

149.910

21.087.337.224

9.

Utilitas

1.884.305

0

5.400.936

21.865.930.455

1.080.187

4.373.186.091

6.481.123

26.239.116.546

Physical Plant Cost 10.

Engineering & Construction Direct Plant Cost

11.

Contractor’s fee

635.150

2.571.433.421

12.

Contingency

1.620.281

6.559.779.136

8.736.554

35.370.329.104

Fixed Capital Invesment (FCI)

6.4.1.2 Working Capital Investment (WCI) Tabel 6.3 Working Capital Investment No.

Jenis

1.

Persediaan bahan baku

2.

Rp.

US $

0

7.971.582

Persediaan bahan dalam proses

47.501

9.366.378 2.060.603.178

3.

Persediaan produk

10.450.129

4.

Extended credit

13.403.037

5.

Available cash

10.450.129

2.060.603.178

42.322.376

4.130.572.734

Working Capital Investment (WCI)

0

6.4.1.3 Total Capital Investment (TCI) TCI

= FCI + WCI = (8.736.554 US $ + Rp 35.370.329.104) + (42.322.376 US $ + 4.130.572.734) = 51.088.930 US $ + Rp 39.500.901.837 = Rp 533.098.142.650

6.4.2

Manufacturing Cost

6.4.2.1 Direct Manufacturing Cost (DMC) Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost No.

Jenis

US $

Rp.

1.

Harga bahan Baku

95.658.980

0

2.

Gaji pegawai

0

4.032.000.000

3.

Supervisi

0

2.520.000.000

4.

Maintenance

567.876

2.299.071.392

5.

Plant supplies

85.181

344.860.709

6.

Royalty & patent

3.216.729

0

7.

Utilitas

0

7.450.071.604

99.528.767

16.646.003.705

Direct Manufacturing Cost

6.4.2.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC) Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost No.

Jenis

US $

Rp.

Rp

1.

Payroll overhead

0

645.120.000

2.

Laboratory

0

443.520.000

3.

Plant overhead

0

2.217.600.000

4.

Packaging & shipping

24.125.466

0

Indirect Manufacturing Cost

24.125.466

3.306.240.000

6.4.2.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC) Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost No.

Jenis

US $

1.

Depresiasi

873.655

3.537.032.910

2.

Property Tax

436.828

530.554.937

3.

Asuransi

436.828

707.406.582

1.747.311

4.774.994.429

Fixed Manufacturing Cost

Rp.

6.4.2.4 Total Manufacturing Cost (TMC) TMC = (99.528.767 US $ + Rp 16.646.003.705) + (24.125.466 US $ + Rp 3.306.240.000) + (1.747.311 US $ + Rp 4.774.994.429) = 125.401.544 US $ + Rp 24.727.238.134 = Rp 1.241.921.930.995

6.4.3

General Expense Tabel 6.7 General Expense

No,

Jenis

US $

1,

Administrasi

0

2,

Sales

13.349.425

3,

Research

6.433.458

4.

Finance

3.392.592

1.194.051.183

23.175.474

4.210.051.183

General Expense (GE)

Rp, 3.016.000.000 0 0

= DMC + IMC + FMC

6.4.4

Total Production Cost (TPC) TPC

= TMC + GE = (125.401.544 US $ + Rp 24.727.238.134) + (23.175.474 US $ + Rp 4.210.051.183) = 148.577.818 US $ + Rp 28.937.289.316 = Rp 1.471.081.878.945

Hasil penjualan stirena

= 60.000.000 kg/th x 2,65 US $ / kg = 158.888.212 US $ = Rp 1.542.228.934.916

Hasil penjualan benzene

= 511.254.98 kg/th x 1,35 US $ / kg = 690.163 US $ =Rp 6.698.980.559

Hasil penjualan toluene

= 852.091.63 kg/th x 1,48 US $ / kg = 1.258.065 US $ = Rp12.211.256.753

Hasil penjualan total

= 160.836.441 US $ =Rp 1.561.139.172.228

Keuntungan

= Penjualan Produk – Biaya Produksi = Rp 1.561.139.172.228 – Rp. 1.471.081.878.945 = Rp 90.057.293.284

Pajak

= 25% dari keuntungan

(Dirjen pajak. tahun 2008)

= Rp 22.514.323.321 Keuntungan sebelum pajak

= Rp 90.057.293.284

Keuntungan setelah pajak = Rp 67.542.969.963

6.5

Analisis Kelayakan

6.5.1

Percent Return On Investment (ROI)

Percent Return On Investment adalah rasio keuntungan tahunan dengan mengukur kemampuan perusahaan dalam mengembalikan modal investasi. ROI membandingkan laba rata - rata terhadap Fixed Capital Investment. ROI

Profit ´ 100% FCI

=

Untuk industrial chemical dengan high risk ROI = min. 44 % (Aries-Newton) a.

Percent Return on Investment sebelum pajak Profit sebelum pajak = Rp 90.057.293.284

b.

FCI

= Rp. 120.170.618.656

ROI

= 0,7494 = 74,94 %

Percent Return on Investment setelah pajak Profit setelah pajak ROI

= Rp 67.542.969.963

= 0,5621 = 56,21 %

6.5.2

Pay Out Time (POT)

Pay Out Time adalah jumlah tahun yang diperlukan untuk mengembalikan Fixed Capital Investment berdasarkan profit yang diperoleh.

POT

=

FCI Profit + Depresiasi

Untuk industri kimia dengan risiko tinggi POT = 2 tahun a.

Pay Out time Sebelum pajak FCI Profit

= Rp.

120.170.618.656

= Rp 90.057.293.284

Depresiasi

= Rp. 12.017.061.866

POT

= 1,18 tahun = 14,13 bulan

b.

Pay Out time Setelah pajak Profit

= Rp 67.542.969.963

POT

= 1,51 tahun = 18,13 bulan

6.5.3

Break Even Point ( BEP )

Break Even Point adalah titik impas. Besarnya kapasitas produksi dapat menutupi biaya keseluruhan. Dimana pabrik tidak mendapatkan keuntungan namun tidak menderita kerugian. a.

Fixed manufacturing Cost ( Fa ) Fixed manufacturing Cost ( Fa )

b.

= Rp.

21.735.052.339

Variabel Cost ( Va ) Raw material

= Rp 928.502.154.028

Packaging + transport

= Rp 234.170.875.834

Utilitas

= Rp

Royalti

= Rp

7.450.071.604 31.222.783.445

Variabel Cost ( Va ) = Rp 1.201.345.884.911 c.

Regulated Cost ( Ra ) Labor Supervisi

= Rp = Rp

4.032.000.000

2.520.000.000

Payroll Overhead

= Rp

645.120.000

Plant Overhead

= Rp

2.217.000.000

Laboratorium

= Rp

443.520.000

General Expense

= Rp 229.159.947.950

Maintenance

= Rp

7.811.090.213

Plant Supplies

= Rp

1.171.663.532

Regulated Cost ( Ra ) = Rp 248.000.941.695 d.

Penjualan ( Sa ) Total Penjualan produk selama 1 tahun

=

Sa

= Rp 1.561.139.172.228

BEP

=

Fa + 0,3Ra ´ 100% Sa - Va - 0,7Ra

= 51,63 % 6.5.4

Shut Down Point ( SDP )

Shut Down Point adalah suatu titik dimana pabrik mengalami kerugian sebesar Fixed Cost yang menyebabkan pabrik harus tutup.

SDP

=

0,3Ra ´ 100% Sa - Va - 0,7Ra

= 39,96 %

6.5.5

Discounted Cash Flow ( DCF )

Discounted Cash Flow adalah interest rate yang diperoleh ketika seluruh modal yang ada digunakan semuanya untuk proses produksi. DCF dari suatu pabrik dinilai menguntungkan jika melebihi bunga pinjaman bank. DCF (i) dapat dihitung dengan metode Present Value Analysis dan Future Value Analysis (Peters & Timmerhaus. 2003). Future value analysis Persamaan: (FC+WC)(1+ i )n = WC+ SV+C ( (1+ i )n-1+ ( 1 + i )n-2 +.. + (1+ i )0 ) dimana : FC

= Rp 120.170.618.656

WC

= Rp 414.927.523.994

SV = salvage value = nilai barang rongsokan = Rp 0

SV = salvage value = nilai tanah

= Rp

Finance

= Rp 34.123.829.766

diperkirakan umur pabrik ( n )

= 20

C = =

24.524.023.342

tahun

laba setelah pajak + finance + besarnya depresiasi

Rp 113.683.861.594 dilakukan trial harga i untuk memperoleh harga kedua sisi persamaan

( FC + WC )(1 + i )n

sama .

= 2.443.950.943.781

WC+SV+C((1+ i )n-1+( 1 + i )n-2 +...+ (1+ i)0) =

2.443.950.943.781

Dengan trial and error diperoleh nilai i = 0,1210 = 12,10 % Tabel 6.8 Analisis Kelayakan No.

Keterangan

1.

Percent Return On Investment (% ROI)

2.

Perhitungan

Batasan

ROI sebelum pajak

74,94%

min 44 %

ROI setelah pajak

56,21%

Pay Out Time (POT). tahun POT sebelum pajak

1,18

POT setelah pajak

1,51

3.

Break Even Point (BEP)

51,63%

4.

Shut Down Point (SDP)

39,96%

5.

Discounted Cash Flow (DCF)

12,10%

KESIMPULAN Dari analisis ekonomi yang dilakukan dapat dihitung : 1.

Percent Return On Investment (ROI) sebelum pajak sebesar 74,94 %

2.

Pay Out Time (POT) sebelum pajak selama 1,18 tahun

3.

Break Event Point (BEP) sebesar 51,63 %

4.

Shut Down Point (SDP) sebesar 39,96 %

5.

Discounted Cash Flow (DCF) sebesar 12,10 %

max 2 tahun

40 - 60 %

min 11 %

Jadi. pabrik stirena proses dehidrogenasi etilbenzena dengan kapasitas 60.000 ton/tahun layak untuk didirikan. Grafik hasil analisis ekonomi dapat digambarkan sebagai berikut :

Ra

Sa Va

0,3 Ra

SDP

BEP Fa

Gambar 6.2 Grafik Analisis Kelayakan Pabrik

TAHUN

Recommend Documents