TAHUN

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK ASAM BENZOAT DARI TOLUEN DAN UDARA DENGAN PROSES OKSIDASI KAPASITAS 35.000 TON/TAHUN

Disusun Oleh : 1. Ester Volina Kim

( I 0508039 )

2. Merry Erlinda Christanti

( I 0508055 )

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012 commit to user i


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan sebab oleh kasih karunia-Nya saja penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun” ini. Adapun selama proses penyusunan laporan ini, penulis memperoleh banyak bantuan baik berupa dukungan materi maupun moral dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi dan semangat yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah. 2. Dwi Ardiana S., S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I dan Inayati, S.T., M.T., Ph. D. selaku Dosen Pembimbing II atas bimbingan dan bantuannya dalam proses pengerjaan tugas akhir. 3. Inayati, S.T., M.T., Ph. D. selaku Pembimbing Akademik. 4. Dr. Sunu H. Pranolo selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FT UNS. 5. Segenap Civitas Akademika atas semua bantuannya. 6. Teman-teman mahasiswa Teknik Kimia FT UNS khususnya angkatan 08. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini tidak sempurna. Oleh karena itu, penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun para pembaca sekalian. Surakarta,

Juli 2012

Penulis

commit to user iii


digilib.uns.ac.id

INTISARI Ester Volina Kim dan Merry Erlinda C., 2012, Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta

Asam benzoat merupakan senyawa kimia organik produk industri kimia yang dapat menjadi bahan baku untuk industri kimia lain, misalnya: bahan pengawet makanan, dalam farmasi sebagai antiseptik, bahan pembuatan fenol, kaprolaktam, glikol benzoat, sodium dan potasium benzoat. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, maka dirancang pabrik asam benzoat dengan kapasitas 35.000 ton/tahun dengan bahan baku toluen 29.494,79 ton/tahun dan udara 65.000,56 ton/tahun. Lokasi pabrik yang dipilih adalah di kawasan industri Tuban, Jawa Timur. Peralatan proses yang ada antara lain reaktor, dekanter, menara distilasi, kristalizer, filter, dryer . Asam benzoat dihasilkan dari reaksi oksidasi toluen dalam reaktor bubble column pada kondisi isotermal non adiabatik pada suhu 160 o C dan tekanan 7 atm; konversi yang diperoleh sebesar 50 %. Reaksi menghasilkan asam benzoat dan benzaldehid. Asam benzoat dikristalkan sampai kemurnian 99,8% dan benzaldehid dipekatkan hingga kemurnian 98 %. Unit pendukung proses pabrik meliputi unit pengadaan air pendingin sebanyak 34.666,09 kg/jam, unit pengadaan air konsumsi umum dan sanitasi sebanyak 459,92 kg/jam, unit pengadaan steam sebanyak 820,34 kg/jam, udara tekan sebanyak 100 m3/jam, tenaga listrik sebesar 469,70 kW, bahan bakar solar sebanyak 103,08 L/jam. Pabrik juga didukung laboratorium yang mengontrol mutu bahan baku dan produk. Perusahaan berbentuk Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non shift. Hasil analisis ekonomi terhadap prarancangan pabrik asam benzoat diperoleh modal tetap sebesar Rp. 102.490.185.403 dan modal kerjanya sebesar Rp. 150.652.583,467. Biaya produksi total per tahun sebesar Rp. 435.024.549.956. Hasil analisis kelayakan menunjukkan ROI sebelum pajak 105,25% dan setelah pajak 78,94%, POT sebelum pajak 0,88 tahun dan setelah pajak 1,15 tahun, BEP 49,96%, SDP 27,91% dan DCF sebesar 40,10%. Berdasar analisis ekonomi dapat disimpulkan bahwa pendirian pabrik asam benzoat dengan kapasitas 35.000 ton/tahun layak dipertimbangkan untuk direalisasikan pembangunannya.

commit to user xiii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

Halaman Judul ................................................................................................. i Lembar Pengesahan ......................................................................................... ii Kata Pengantar ................................................................................................. iii Daftar Isi.......................................................................................................... iv Daftar Tabel..................................................................................................... ix Daftar Gambar ................................................................................................. xii Intisari ............................................................................................................. xiii BAB I

PENDAHULUAN ........................................................................

1

1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik ............................................ 1 1.2. Kapasitas Perancangan ........................................................... 2 1.3. Lokasi ................................................................................... 5 1.4. Tinjauan Pustaka .................................................................... 7 1.4.1 Pemilihan Proses ........................................................ 7 1.4.2 Kegunaan Produk ....................................................... 10 1.4.3 Tinjauan Proses secara Umum .................................... 11 1.4.4 Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku dan Produk ........... 12 BAB II

DESKRIPSI PROSES ...................................................................

18

2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ....................................... 18 2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku .............................................. 18 2.1.2 Spesifikasi Produk ...................................................... 19 2.2. Konsep Proses ....................................................................... 19

commit to user viii


digilib.uns.ac.id

2.2.1 Dasar Reaksi .............................................................. 19 2.2.2 Kondisi Operasi.......................................................... 21 2.2.3 Tinjauan Kinetika ....................................................... 22 2.2.4 Tinjauan Termodinamika............................................ 22 2.3. Langkah Proses ...................................................................... 25 2.3.1 Diagram Alir Proses ...................................................... 25 2.4. Tahapan Proses ........................................................................ 29 2.5. Neraca Massa dan Neraca Panas ............................................ 31 2.5.1 Neraca Massa ............................................................. 32 2.5.2 Neraca Panas .............................................................. 37 2.6. Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses ...................................... 42 2.6.1 Lay Out Pabrik ........................................................... 42 2.6.2 Lay Out Peralatan ....................................................... 45 BAB III

SPESIFIKASI PERALATAN PROSES ......................................... 48 3.1. Reaktor .................................................................................. 48 3.2. Dekanter ................................................................................ 49 3.3. Menara Distilasi ..................................................................... 50 3.4. Crystalizer ............................................................................. 53 3.5. Filter ..................................................................................... 54 3.6. Rotary Dryer.......................................................................... 55 3.7. Storage .................................................................................. 57 3.8. Silo ........................................................................................ 59 3.9. Kondensor .............................................................................. 60

commit to user viii


digilib.uns.ac.id

3.10.Reboiler .................................................................................. 61 3.11.Accumulator ........................................................................... 61 3.12.Heat Exchanger ...................................................................... 64 3.13.Pompa..................................................................................... 65 3.14.Compressor ............................................................................ 70 3.15.Blower .................................................................................... 71 3.16.Expansion Valve ..................................................................... 72 BAB IV

UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM..............73 4.1. Unit Pendukung Proses .......................................................... 73 4.1.1 Unit Pengadaan Air dan Pendingin Kristalizer ............... 73 4.1.2 Unit Pengadaan Steam................................................... 81 4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan ........................................ 82 4.1.4 Unit Pengadaan Listrik .................................................. 83 4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar ........................................ 86 4.2. Laboratorium ......................................................................... 88 4.2.1 Laboratorium Fisik ..................................................... 90 4.2.2 Laboratorium Analitik ................................................ 90 4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan .............. 90 4.3. Unit Pengolahan Limbah........................................................ 91 4.4. Keselamatan dan Kesehatan Kerja ......................................... 92

BAB V

MANAJEMEN PERUSAHAAN.................................................... .. 93 5.1

Bentuk Perusahaan................................................................. 93

5.2

Struktur Organisasi ................................................................ 94

commit to user viii


5.3

digilib.uns.ac.id

Tugas dan Wewenang ............................................................ 98 5.3.1 Pemegang Saham ....................................................... 98 5.3.2 Dewan Komisaris ....................................................... 98 5.3.3 Dewan Direksi............................................................ 99 5.3.4 Staf Ahli ..................................................................... 100 5.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang) ..................... 101 5.3.6 Kepala Bagian ............................................................ 101

5.4

Pembagian Jam Kerja Karyawan ............................................ 105 5.4.1 Karyawan non shift / harian ....................................... 105 5.4.2 Karyawan Shift ......................................................... 105

5.5

Status Karyawan dan Sistem Upah ......................................... 107

5.6

Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji ............... 107

5.7

Kesejahteraan Sosial Tenaga Kerja ........................................ 112

5.8

Manajemen Perusahaan .......................................................... 113 5.8.1 Perencanaan Produksi ................................................ 114 5.8.2 Pengendalian Produksi .............................................. 115

BAB VI

ANALISA EKONOMI..................................................................... 117 6.1

Dasar Perhitungan .................................................................. 117

6.2

Penaksiran Harga Peralatan .................................................... 118

6.3

Penentuan Total Capital Investment (TCI).............................. 120 6.3.1 Modal Tetap (Fixed Capital Investment) ...................... 121 6.3.1 Modal Kerja (Working Capital Investment) ................. 121

6.4

Penentuan Manufacturing Cost (TMC) ................................... 122

commit to user viii


digilib.uns.ac.id

6.4.1 Direct Manufacturing Cost (DMC) ............................. 122 6.4.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC) ............................ 122 6.4.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC) .............................. 122 6.5

General Expense (GE) ........................................................... 123

6.6

Keuntungan Produksi ............................................................. 123

6.7

Analisa Kelayakan ................................................................. 124

Daftar Pustaka ................................................................................................. 128 Lampiran

commit to user viii

perpustakaan.uns.ac.id Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun

digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik Perkembangan industri di Indonesia, khususnya industri kimia telah mengalami peningkatan baik kualitas maupun kuantitas sehingga kebutuhan akan bahan baku, bahan pembantu, maupun tenaga kerja semakin meningkat seiring dengan berjalannya waktu. Dengan melihat kenyataan tersebut, industri asam benzoat memiliki prospek ke depan yang cerah. Hal ini karena asam benzoat merupakan senyawa kimia organik produk industri kimia yang dapat menjadi

bahan baku untuk

industri kimia lain seperti industri makanan, farmasi, dan lain - lain. Kegunaan asam benzoat antara lain sebagai bahan pengawet makanan, dalam

farmasi

sebagai antiseptik, bahan pembuatan fenol, kaprolaktam, glikol benzoat, sodium dan potasium benzoat. Asam benzoat terdapat di alam dalam bentuk turunan seperti garam, ester dan amida. Getah benzoin (styrax benzoin) mengandung 20% asam benzoat atau kombinasinya

yang

dapat

dipecah

dengan

pemanasan.

Resin

Acaroid

(Xanthorrhoca haslilis) mengandung 4,5–7% asam benzoat. Sejumlah kecil terdapat pada kelenjar bau dari berang-berang, kulit kayu cherry, berry, prem, cengkeh matang dan minyak biji adas. Balsam dari Peru dan Tolu mengandung benzil benzoat dan juga asam benzoat. Urin herbivora mengandung sejumlah kecil commit to user glisin yang merupakan turunan asam benzoat dan asam hippurat. Sehingga dapat

Bab I Pendahuluan 1

2 digilib.uns.ac.id

perpustakaan.uns.ac.id Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun

dikatakan bahwa asam benzoat dalam bentuk murni tidak terdapat di alam (Kirk & Othmer, 1989). Pada saat ini kebutuhan asam benzoat di Indonesia sebagian besar diimpor dari negara – negara lain seperti: Cina, Hongkong, USA, Belanda, Jepang, Perancis dan Jerman. Kebutuhan bahan baku merupakan faktor penting yang menentukan kelangsungan produksi. Toluena dan oksigen merupakan bahan baku dalam pembuatan asam benzoat ini. Oksigen terdapat bebas di udara dan kebutuhan toluena di Indonesia dipenuhi oleh PT Trans Pacific Petrochemical Indotama, Tuban Jawa Timur dengan kapasitas produksi 100.000 ton/tahun. Kebutuhan dunia akan asam benzoat setiap tahun mengalami kenaikan sebesar 2% per tahun (Kirk & Othmer, 1989). Dengan demikian, peluang pasar asam benzoat masih luas dan dapat diperebutkan. Dengan

pertimbangan-pertimbangan

tersebut

maka

direncanakan

pendirian pabrik asam benzoat di Indonesia untuk memenuhi kebutuhan pasar dalam negeri.

1.2. Kapasitas Perancangan Dalam perancangan kapasitas rancangan pabrik asam benzoat ada beberapa pertimbangan ; a. Kebutuhan asam benzoat dalam negeri

commit to user

Bab I Pendahuluan


3 digilib.uns.ac.id

Sebagian besar kebutuhan asam benzoat di Indonesia selama ini dipenuhi oleh impor. Berdasarkan volume keseluruhan Indonesia mengimpor sebesar 7.269,02 ton/tahun pada tahun 2011 (tabel 1.1) dari berbagai negara. Tabel 1.1 Kebutuhan Asam Benzoat di Indonesia berdasarkan Data Impor (www.bps.go.id) Tahun 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Jumlah (Ton) 4.794,60 4.931,90 5.556,72 5.531,27 6.750,76 7.269,02

b. Ketersediaan bahan baku Bahan baku berupa toluen dibeli dari PT. Trans Pasific Petrochemical Indotama yang memiliki kapasitas sebesar 100.000 ton/tahun dan oksigen terdapat bebas di udara. Kebutuhan katalis cobalt acetate dibeli dari American Elements. c. Kapasitas minimal (skala komersial) Daftar pabrik asam benzoat yang terdapat di Amerika Utara disajikan dalam Tabel 1.2 sebagai berikut: Tabel 1.2 Daftar Pabrik Asam Benzoat di Amerika Utara (Kirk & Othmer, 1998) Pabrik Kalama Chemical Chatterton Petrochemical Velsicol Chemical

Kapasitas (Ton/ tahun) 80.000 65.000 32.500

Pabrik direncanakan berdiri pada tahun 2017 dan beroperasi pada tahun commit to user 2019. Oleh karena itu perlu diketahui kebutuhan asam benzoat di dalam negeri Bab I Pendahuluan

4 digilib.uns.ac.id


yang diambil dari data impor. Data statistik (Tabel I.1) menunjukkan impor asam benzoat dari luar negeri. Dari data impor di atas, kemudian dilakukan regresi linier untuk mendapatkan nilai kenaikan impor asam benzoat di Indonesia. Data impor dan regresi linier untuk data impor ditunjukkan dalam Gambar I.1

Grafik Impor Asam Benzoat 8000

Jumlah (Ton)

7000 6000

y = 451,1x - 900430 R² = 0,913

5000 4000 3000 2000 1000 0 2005

2006

2007

2008 2009 Tahun

2010

2011

2012

Gambar I.1 Data Impor Asam Benzoat di Indonesia Tahun 2006 – 2011 Dari regresi linier terhadap data impor asam benzoat didapatkan persamaan empiric seperti terlihat pada persamaan (I-1) : y = 451,1 x + 900430

(I-1)

Berdasarkan persamaan dapat diperoleh bahwa kebutuhan impor asam benzoat di Indonesia pada tahun 2017 diperkirakan mencapai 8.987,60 ton/tahun. Dari pertimbangan di atas maka pemilihan kapasitas produksi yang diambil adalah berdasarkan kapasitas minimal skala komersial pabrik yang telah berdiri, yaitu Velsicol Chemical dengan kapasitas 32.500 ton/tahun, maka kapasitas produksi pabrik asam benzoat adalah 35.000 ton/tahun. commit to user Hal ini karena pabrik dengan

Bab I Pendahuluan


5 digilib.uns.ac.id

kapasitas tersebut telah layak berdiri dan menghasilkan keuntungan. Kapasitas ini digunakan untuk mencukupi kebutuhan dalam negeri, mengurangi ketergantungan impor serta diekspor. Asam Benzoat akan diekspor ke Negara India, China, Jepang, dan Thailand dengan data impor Negara tersebut dapat dilihat di tabel 1.3 Tabel 1.3 Data Impor Asam Benzoat di Beberapa Negara (www.bps.go.id) Negara India China Jepang Thailand Jumlah

Kapasitas (Ton/Tahun) 9.065 3.461 7.482 6.232 26.141

1.3. Lokasi Lokasi suatu pabrik mempengaruhi keberhasilan tercapainya tujuan pendirian. Lokasi suatu pabrik hendaknya pada suatu daerah yang sedemikian sehingga biaya produksi dan distribusi seminimal mungkin. Pabrik asam benzoat direncanakan akan didirikan di daerah Tuban, provinsi Jawa Timur dengan pertimbangan sebagai berikut: a. Ketersediaan bahan baku Bahan baku yang digunakan adalah toluene yang berasal dari PT Trans Pasific Petrochemical Indotama yang berlokasi di Tuban. b. Tempat pemasaran Daerah Tuban merupakan daerah yang strategis untuk pendirian suatu pabik karena dekat dengan kawasan industri, pabrik makanan, dan farmasi yang menggunakan asam benzoat sebagai bahan baku. Selain itu dengan pelabuhan yang memudahkan ekspor asam benzoat ke luar negeri. commit to user

Bab I Pendahuluan


6 digilib.uns.ac.id

c. Sarana transportasi Transportasi sangat penting bagi suatu industri. Daerah Tuban dekat dengan pelabuhan untuk keperluan transportasi impor-ekspor serta jalan raya dan jalan tol yang memadai sehingga memudahkan pengangkutan bahan baku dan produk. d. Keadaan geografis Daerah Tuban berada dalam daerah yang beriklim tropis, sehingga cuaca dan iklim relatif stabil. Begitu pula keadaan tanah yang relatif stabil. e. Regulasi dan perijinan Karena terletak dalam daerah industri, maka segala macam perijinan menjadi lebih mudah. Adanya dorongan dari pemerintah daerah dalam pengembangan industri juga diharapkan dapat memberikan keuntungan tersendiri. f. Ketersediaan sarana pendukung Fasilitas pendukung berupa air, energi, dan bahan bakar tersedia cukup memadai. Kebutuhan utilitas dapat dipenuhi oleh perusahaan penyedia jasa pemenuhan kebutuhan utilitas. Kebutuhan tenaga listrik dipenuhi oleh P.T. PLN yang jalurnya terdapat di kawasan ini dan air dapat diambil dari air sungai. g. Ketersediaan tenaga kerja Tenaga kerja baik tenaga biasa sampai tenaga ahli dalam jumlah yang cukup.

commit to user

Bab I Pendahuluan

7 digilib.uns.ac.id


Gambar I.2 Lokasi Pabrik Asam Benzoat

I.4. Tinjauan Pustaka I.4.1. Pemilihan Proses Asam benzoat C6H5COOH merupakan senyawa kimia organik golongan asam karboksiklik aromatis. Asam benzoat pertama kali digambarkan tahun 1618 oleh fisikawan Perancis, dan strukturnya digambarkan oleh Wohler dan Liebig (1932). Asam benzoat berbentuk kristal monoklin berwarna putih. Ada tiga macam proses yang telah dikembangkan untuk pembuatan asam benzoat dengan bahan baku yang berbeda, yaitu: 1. Proses Dekarboksilat Phtalat Anhidrat Reaksi : C6H4 (CO)2 O + H2O

C6H5COOH + CO2

(I-2)

Dalam proses ini phtalat anhidrat mengalami dekarboksilasi setelah direaksikan dengan steam dalam suatu batch kettle

tertutup yang dilengkapi

dengan pengaduk. Agar reaksi tersebut berjalan commit to user sempurna, maka ditambahkan

Bab I Pendahuluan


8 digilib.uns.ac.id

katalis sebanyak 2 – 6% berat dari phtalat anhidrid yang masuk reaktor. Katalis yang dipergunakan adalah sodium dikromat yang mengandung sedikit nikel oksida dan disodium phtalat. Mula-mula campuran phtalat anhidrid dan katalis dalam reaktor dipanaskan sampai diatas suhu 200oC. kemudian steam diinjeksikan sambil dilakukan pengadukan pada reaktor agar steam terdispersi merata. Untuk 100 bagian phtalat anhidrid diperlukan steam dengan rata 2-20 bagian/jam. Karena reaksi bersifat eksotermis, maka diperlukan reflux kondensor untuk mengembalikan air, asam phtalat dan asam benzoat yang terbentuk. Gas yang keluar dari kondensor sebagian besar terdiri dari CO2 dan sisanya adalah uap air dan asam benzoat. Reaksi ini berlangsung beberapa saat, sampai kandungan phtalat anhidrid kurang dari 5%. Asam benzoat yang diperoleh selanjutnya dipisahkan dengan cara destilasi. Hasil yang diperoleh pada proses ini sebesar 80 – 85% dari phtalat anhidrid yang ada. 2. Proses klorinasi toluen Pembuatan asam benzoat dari reaksi klorinasi toluen. Kondisi reaktan toluen berupa cairan dan gas (pada reaktor-01) untuk berupa cairan (pada reaktor02). Reaksi : C6H5CH3 + 3 Cl2 C6H5CH3 + 2 H2O

C6H5CCl3 + 3 HCl C6H5COOH+ 3 HCl

(I-3) (I-4) (Faith, et. all., 1975)

Toluen diklorinasi dengan bantuan sinar matahari pada suhu 100-150oC sampai berat jenis larutan tersebut mencapai 1,375-1,385 pada suhu 20oC untuk commit to user

Bab I Pendahuluan


9 digilib.uns.ac.id

menghasilkan benzo-triklorid kasar. Sebagian kecil alkali dapat ditambah pada hasil reaksi untuk menetralkan sebagaian sisa HCl yang bisa diabsorbsi dalam air untuk menghasilkan asam hidroklorid benzo-triklorid dan katalisator yang telah dimurnikan kemudian diumpankan pada hidrolisis tingkat I yang beraksi dengan asam benzoat membentuk benzo-triklorid. Penghidrolisis II dibagi menjadi 2 aliran yang satu dikembalikan ke hidrolisator untuk menghasilkan benzo-triklorid yang lebih banyak dan yang satu dimurnikan atau untuk membuat natrium benzoat. Asam benzoat yang dihasilkan sebesar 74-80% berat muatan benzotriklorid. 3. Proses oksidasi toluen Bahan baku yang digunakan adalah toluen, dimana toluen dioksidasi menggunakan udara (oksigen dalam udara) dan ditambahkan katalis Cobalt atau Mangaan. Proses dijalankan pada suhu 150oC-250oC dan tekanan 5,5 atm. Konversi toluen dikontrol 50% dan yield yang dihasilkan adalah 90%. Reaksi : C6H5CH3 + 3/2 O2

C6H5COOH + H2O

(I-5) (Mc Ketta, 1977)

commit to user

Bab I Pendahuluan


10 digilib.uns.ac.id

Tabel 1.4 Perbandingan Tiga Macam Proses untuk Pembuatan Asam Benzoat ( Mc Ketta,1977) Tinjauan

Katalis Kondisi operasi Yield/ konversi Proses

Proses Dekarboksilat Phtalat Anhidrat Sodium dikromat T > 200 oC P = 3 atm

Proses Klorinasi Toluen SnCl2 T=100oC-150 oC P= 75 psia

Konversi= 94 %

Yield=75-80 %

Memerlukan katalis dalam jumlah yang besar agar reaksi berjalan sempurna

Bersifat korosif karena menghasilkan HCl

Proses Oksidasi Toluen Cobalt/ Mangan T=150 oC-250 oC P= 4,4-11,2 atm Yield=90 % Konversi=50 % Lebih sederhana karena bahan baku murah

Dengan melihat perbandingan keempat proses di atas, maka pada perancangan pabrik asam benzoat ini dipilih proses oksidasi toluen dengan pertimbangan: 1. Proses lebih sederhana dibandingkan dengan proses dekarboksilat phtalat anhidrat dan klorinasi toluen karena berjalan pada tekanan dan suhu tidak terlalu tinggi dan bahan baku murah. 2. Tidak menghasilkan klorin, karena dalam prosesnya tidak menggunakan senyawa klorin.

1.4.2. Kegunaan Produk Asam benzoat secara komersil digunakan pada berbagai macam industri, di antaranya : a. Digunakan pada industri makanan, yaitu pengawet makanan (misal : pembuatan saus, margarin, keju, sari apel, sirup) dan industri minuman sebagai flavouring agent dan odorant commit to user

Bab I Pendahuluan



b. Pada industri farmasi digunakan sebagai ingredient dalam bahan campuran atau tambahan sebagai flavouring agent, juga sebagai bahan intermediet pembuatan obat-obatan (misalkan antiseptic, asam salisilat, dll.) c. Pada industri kosmetik sebagai flavouring agent (misal : untuk bahan pembuatan pasta gigi, dll.) d. Sebagai bahan baku pembuatan plastik e. Pada industri pertanian sebagai bahan dasar pembuatan senyawa benzoat (herbisida yang berfungsi untuk sebagai kontrol tumbuhnya tanaman) f. Sebagai bahan intermediet pada pewarna, benzyl benzoat, cinamic acid g. Sebagai bahan baku industri phenyl prophyl alcohol, phenyl aceton, sodium derivate, dll. (Kirk Othmer, 1982).

I.4.3 Tinjauan Proses secara Umum Pembuatan asam benzoat dari reaksi oksidasi toluen. Kondisi reaktan toluen berupa cairan dan gas untuk udara. Reaksi : C6H5CH3 + 3/2 O2

C6H5COOH + H2O

(I-6)

Reaksi ini terjadi dalam reaktor gelembung yang beroperasi pada suhu 150250°C dan tekanan 4,4-11,2 atm. Toluen dan katalis cobalt acetate dialirkan ke dalam reaktor lewat atas, bersamaan dengan itu dialirkan udara dari kompresor lewat bawah reaktor. commit to user

Bab I Pendahuluan



Oksigen dari udara adalah pengoksidasi paling murah, tetapi sulit dikontrol. Pada kondisi suhu dan tekanan lingkungan, oksigen dapat direaksikan dengan bahan organik, tetapi kecepatan reaksi sangat lambat. Untuk mempercepat reaksi, perlu penambahan katalis, menaikkan suhu operasi atau dengan melakukan keduanya. Pada reaksi fase cair, katalis dilarutkan secara sempurna untuk memastikan kontak dengan gelembung udara yang mengandung oksigen yang digelembungkan ke dalam cairan yang mengalami oksidasi. Setelah konversi reaksi 50% dicapai, campuran reaksi masuk ke dalam flash drum, dekanter (untuk memisahkan katalis dan air dari toluen yang tidak bereaksi, asam benzoat dan benzaldehid) dan menara distilasi, dimana hasil atas menara distilasi yang berupa toluen yang tidak bereaksi dikembalikan ke reaktor. Sedangkan hasil bawah menara distilasi dialirkan ke kristaliser untuk memperoleh kristal asam benzoat (Mc Ketta, 1977).

I.4.4. Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku dan Produk Bahan Baku 1. Toluen Sifat Fisis :  Massa Molar

: 92,14 gr/mol

 Temperatur leleh normal

: 178,15 K

 Titik didih normal

: 383,15 K

 Densitas Padat pada 93,15 K

: 11,18 L/mol

Cair padacommit 298,15toKuser

Bab I Pendahuluan

: 9,38 L/mol



 Tekanan kritis

: 4,108 MPa

 Temperatur kritis

: 591,8 K

 Volume kritis

: 0,316 L/mol

 Faktor kompresibilitas kritis

: 0,264

 Viskositas

: 0,548 mPa.s (cPa)

 Panas pembentukan

: 50,17 kJ/mol

 Panas penguapan

: 33,59 kJ/mol

 Panas pembakaran

: -3734 kJ/mol (Kirk & Othmer, 1989)

 Kelarutan dalam air

: 0,05

(Perry, 1984)

Sifat Kimia  Reaksi hidrogenasi, dengan katalis nikel, platinum atau paladium dapat menjenuhkan cincin aromatik sebagian maupun keseluruhan, menghasilkan benzena, metana dan bifenil.  Reaksi oksidasi, dengan katalis kobalt, mangan atau bromida pada fase cair menghasilkan asam benzoat. Br/Co/Mn C6H5CH3 + 3/2 O2

C6H5COOH + H2O

 Reaksi substitusi oleh metil, pada temperatur tinggi dan reaksi radikal bebas. Klorinasi pada 100oC atau dengan ultraviolet membentuk benzil klorida, benzal klorida dan benzotriklorida. commit to user

Bab I Pendahuluan



 Reaksi substitusi oleh logam alkali menghasilkan normal-propil benzena, 3- fenil pentana, dan 3-etil-3-fenil pentana. (Kirk & Othmer, 1989) 2. Udara Sifat fisis udara disajikan pada Tabel 1.4 sebagai berikut: Tabel 1.5 Sifat Fisis Udara (Perry, 1984) Sifat gas Berat molekul Kenampakan

Spesific gravity Melting point, oC Boiling point, oC Temperatur kritis, K Tekanan kritis, bar Volume kritis (cm3/ mol) Liquid density (gr/cm3)

N2 28,02 Gas Tidak berwarna Tidak berbau 12,5 -209,86 -195,8 126,1 33,5 90,1 805

O2 32 Gas Tidak berwarna Tidak berbau 1,7 -214,8 -183 154,58 49,8 73,4 1149

Sifat Kimia Oksigen bereaksi dengan semua elemen kecuali dengan gas-gas seperti He, Ne, dan Rn. Reaktor biasanya diaktifkan dengan pemanasan sebelum reaksi berlangsung. Oksigen akan melepaskan elektro negatif valensi dua dalam kombinasi dengan elemen kimia lainnya. Sebagian besar elemen yang bergabung dengan oksigen dalam lebih satu rasio karena variabel valensi dalam elemen ini atau adanya struktur molekul oksigen (udara). Bahan baku yang dibakar dengan oksigen menghasilkan produk yang berupa panas, CO2, air dan sisa udara (N2, O2). Pada suhu rendah dan dengan adanya katalis, oksigen commit to user

Bab I Pendahuluan



bereaksi dengan bahan kimia organik menghasilkan hidrokarbon teroksida. 3. Cobalt asetat (Co(C2H3O2)2.4H2O) Berfungsi sebagai katalis  Berat Molekul

: 249,09 kg/kmol

 Densitas

: 1,7755 g/cm3


: larut sempurna

 Warna

: merah bata

 Titik leleh

: 140 oC dengan melepas air kristal (www.americanelemens.com)

Produk 1. Asam Benzoat Sifat Fisis :  Berat molekul

: 122,124 kg/kmol

 Densitas (padat)

: 1316 kg/m3

 Viskositas

: 1,26 cp

 Titik didih

: 522,4 oK

 Titik Lebur

: 395,52 oK


: 751 oK

 Tekanan kritis

: 4,47 Mpa

 Volume kritis

Bab I Pendahuluan

commit to user : 339,1 cm3/mol



 Panas penguapan

: 50,63 kJ/mol

 Panas pembentukan

: -385 kJ/mol

 Panas pembakaran

: 3227 kJ/mol (Kirk & Othmer, 1989)


: 0,2

(Perry, 1984)

Sifat Kimia :  Asam benzoat mempunyai cincin dengan letak meta, sehingga dapat untuk reaksi substitusi lebih lanjut. Reaksi cincin yang terjadi adalah sulfonasi, nitrasi dan klorinasi, tetapi agak sulit pada deaktivasi cincin karena adanya gugus karboksil. Deaktivasi dapat dilakukan dengan katalis atau dengan menaikkan suhu.  Hidrogenasi asam benzoat menjadi kaprolaktam dengan katalis nikel dan direaksikan dengan NOHSO4.  Oksidasi asam benzoat menjadi fenol dengan katalis tembaga.  Reduksi cincin asam benzoat membentuk asam karboksilat siklis dan kaprolaktam sebagai intermediet, yang digunakan pada pembuatan nilon. Dengan pemilihan katalis dan kondisi operasi, reduksi asam benzoat pada gugus karboksil dapat membentuk benzil alkohol.  Garam potassium dari asam benzoat direaksikan dengan CO2 pada kenaikan suhu dan tekanan dapat membentuk asam terepthalat. (Kirk & Othmer, 1989) commit to user

Bab I Pendahuluan



2. Benzaldehid Sifat Fisis :  Berat molekul

: 106,124 kg/kmol

 Densitas

: 1046 kg/m3

 Viskositas

: 1,321 cp

 Titik didih

: 451,9 K

 Titik lebur

: 247,15 K


: 695 K

 Tekanan kritis

: 4,65 MPa

 Volume kritis

: 324 cm3/mol

 Panas penguapan

: 42,13 kJ/mol (Kirk & Othmer, 1989)


: 0,3

(Perry, 1984)

Sifat Kimia :  Reaksi oksidasi membentuk asam benzoat.  Substitusi hidrogen dengan klorin membentuk benzoil klorida.  Kondensasi benzaldehid dengan katalis logam alkali sianida membentuk benzoin.  Hidrogenasi karbonil menghasilkan benzil alkohol.  Substitusi cincin misalnya sulfonasi dan nitrasi dapat berpengaruh, tanpa merusak gugus karbonil. Substitusi meta terjadi bila ada pengaruh dari gugus karbonil. commit to user

Bab I Pendahuluan

(Kirk & Othmer, 1989)


digilib.uns.ac.id 18

Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun BAB II DESKRIPSI PROSES

2.1

Spesifikasi Bahan Baku dan Produk

2.1.1

Spesifikasi Bahan Baku 1. Toluen (C6H5CH3)  Bentuk

: cair

 Warna

: tidak berwarna

 Bau

: aromatis

 Kemurnian

: 99,5 %

 Impuritas

: air

 Berat molekul

: 92,141 kg/kmol (PT. TPPI, 2011)

2. Udara  Komposisi

: 21% mol O2 dan 79% mol N2

 Berat molekul

: 28,86 kg/kmol

 Kelembaban relative

: 70%

 Kelembaban absolute

: 0,018 kg H2O/kg udara kering (www.earthfact.com)

3. Cobalt asetat (Co(C2H3O2)2.4H2O)  Warna

: merah bata

 Bau

: seperti cuka

 Kemurnian

Bab II Deskripsi Proses

: 100%

commit to user 18



Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun  Berat molekul

: 249,09 kg/kmol

 Kelarutan

: larut dalam air dan asam (Shanghai Aidu Industrial Co.,Ltd, 2011)

2.1.2

Spesifikasi Produk 1. Asam Benzoat (C6H5COOH)  Bentuk

: padat (Kristal)

 Warna

: putih

 Bau

: tidak berbau

 Kemurnian

: minimal 99%

 Berat molekul

: 122,124 kg/kmol (www.alibaba.com)

2. Benzaldehid (C6H5COH)  Bentuk

: cair

 Warna

: tidak berwarna

 Bau

: aromatis

 Kemurnian

: minimal 98%

 Berat molekul

: 106,124 kg/kmol (www.alibaba.com)

2.2

Konsep Proses

2.2.1

Dasar Reaksi Asam benzoat diproduksi dari oksidasi toluen dan udara dengan katalis cobalt acetate.

Bab II Deskripsi Proses

commit to user



Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun Reaksinya dapat ditulis sebagai berikut: C6H5CH3 + 3/2 O2

C6H5COOH + H2O

(2-1)

(∆HR,298) sebesar -247,2 kkal/mol (Mc Ketta, 1977)

Proses produksi asam benzoat dengan osidasi toluen menurut banyak penelitian merupakan oksidasi fase cair dari aryl-aryl hidrokarbon, tergantung penggunaan katalis logam, promoter, pelarut serta kondisi reaksi (suhu dan tekanan). Dari semua percobaan, disimpulkan teori bahwa proses oksidasi dilakukan dengan mekanisme radikal bebas dan produk awal oksidasi adalah hidrogen peroksida. Usulan langkah hidroperoksida : Inisiasi C6H5CH3 + O2

C6H5CH2OOH

(2-2)

C6H5CH2OOH + Co2+

C6H5CH2O* + OH- + Co3+

(2-3)

C6H5CH2OOH + Co3+

C6H5CH2OO* + H+ +Co2+

(2-4)

Propagasi C6H5CH2OO* + C6H5CH3 C6H5CH2 * + O2

C6H5CH3OOH + C6H5CH2* (2-5)

C6H5CH2OO*

(2-6)

Pembentukan produk C6H5CH2OOH +Co 2+

C6H5CH2O* + OH- + Co 3+

C6H5CH2O* + OH-

C6H5CHO + H2O (Benzaldehid)

commit to user Bab II Deskripsi Proses

(2-7) (2-8)



Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun C6H5CHO + Co3+

C5H5C=O + H+ +Co2+

C5H5C=O + O2

C6H5C=O

(2-9) (2-10)

OO* C6H5C=O + C6H5CHO

C6H5C=O + C6H5C=O

OO* C6H5C=O

(2-11)

OOH + C6H5CHO

OOH

C6H5COOH

(2-12)

(asam benzoat)

Radikal bebas benziloksi terbentuk pada reaksi (2-3), tetapi dekomposisi hidroperoksida diyakini menurun karena energi yang dibutuhkan untuk memecah ikatan O-O peroksida (30 sampai 40 kkal/mol). Sulit untuk menentukan benzil alkohol bebas karena kondisi oksidasi yang menyebabkan bereaksi engan asam benzoat dan membentuk benzil benzoat dengan esterifikasi ( Mc Ketta,1977).

2.2.2

Kondisi Operasi Proses pembuatan asam benzoat dari bahan baku toluen dan udara

dijalankan pada suhu 160 oC dan tekanan 7 atm. Untuk mencegah bahaya peledakan maka : 1. Dalam reaktor toluen berbentuk cair 2. Suhu lebih dari 20-30 oC dari suhu kritis campuran bahan yang dapat meledak, yaitu 60 o 2 atm, 125o 10 atm atau 170o 20 atm Reaksi oksidasi pembentukan asam benzoat merupakan reaksi yang bersifat irreversible dan eksotermis, karena itu reaktor dilengkapi dengan jaket




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun pendingin untuk menjaga suhu operasi. Konversi yang dapat dicapai pada reaksi ini adalah 50 %.

2.2.3

Tinjauan Kinetika Reaksi Reaksi oksidasi toluen berlangsung pada fase cair. Reaksi ini

menghasilkan asam benzoat sebagai produk utama dan benzaldehid sebagai produk samping. Reaksi yang terjadi adalah : C6H5CH3 + O2

C6H5COH +H2O

C6H5COH + 1/2 O2

C6H5COOH

Atau dapat disederhanakan menjadi : C6H5CH3 + 3/2 O2

C6H5COOH + H2O -r = k [O2] [CH3] E

k  A . e R.T

E

= 57,35 kJ/mol = 13700,43 kKal/kmol

A

= 53,34 m3/(mol.s)

R

= 1,9870 kKal/kmol K

(2-13) (2-14) (2-15)

(Tang S. and Liang B., 2007)

2.2.4

Tinjauan Termodinamika Reaksi oksidasi toluene merupakan reaksi eksotermis. Dapat dilihat

dari nilai ∆H negatif.




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun Reaksi : 1. C6H5CH3 + O2

C6H5COH + H2O

2. C6H5COH + ½ O2

C6H5COOH

Reaksi dapat disederhanakan menjadi, C6H5CH3 + 3/2 O2

C6H5COOH +H2 O

Jika ditinjau dari segi termodinamika, harga ∆Gf,298 masing-masing komponen pada suhu 298,15 K dapat dilihat pada table 2.1, sebagai berikut : Tabel 2.1 Harga ∆Gof,298 Masing-Masing Komponen (Yaws, 1999) Harga ∆Gf,298 (kJ/kmol) 122.200 0 -210.550 -288.590

Komponen Toluen Oksigen Asam Benzoat Air

∆Gf,298

= ∆Gf,298 produk - ∆Gf,298 reaktan

(2-16)

= (∆Gf,298 asam benzoat + ∆Gf,298 air) – ( ∆Gf,298 toluen + ∆Gf,298 oksigen) = (-210.550 + (-228.590)) – (122.200 + 0) = -621.340 kJ/kmol

Ln Ko =

=

∆

,

(2-17)

621.340 kJ/kmol kJ 8,314 × 298,15 K kmol. K

= 250,660 Ko

= 7,246.10108 kJ/kmol




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun

Ln

K

=

Ko

Dengan, K T

-∆Hr,298 1 R

-

1

(2-18)

T TO

= konstanta kesetimbangan pada suhu tertentu = suhu tertentu

∆Hr,298 = panas reaksi standar pada 298,15 K Sedangkan harga ∆Hf,298 masing-masing komponen pada suhu 298,15 K dapat dilihat pada table 2.2. Tabel 2.2 Harga ∆Hf,298 Masing-Masing Komponen (Smith van Ness, 2001) Harga ∆Hf,298 (kJ/kmol) 50.170 0 -290.400 -36.800 -241.814

Komponen Toluen Oksigen Asam Benzoat Benzaldehid Air 1. ΔH0 r ,298 (benzaldehid)

= ΔH0produk - ΔH0reaktan = (-36.800 + (-241.814)) – (50.170 + 0) = -292.021 kJ/kmol

2. ΔH0 r ,298 (asam benzoat) = ΔH0produk - ΔH0reaktan = (-290.400) – (-36,800 + 0) = -290.363 kJ/kmol Sehingga, ΔH0 r ,298 = (ΔH0r,298 (benzaldehid) * 0,1) + (ΔH0r,298 (asam benzoat) * 0,9) = (-292.021 kJ/kmol *0,1) + (-290.363 kJ/kmol * 0,9) = -290.529 kJ/kmol C7H8




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun Pada suhu 160oC (433,15 K) besarnya konstanta kesetimbangan dapat dihitung sebagai berikut Ln

−∆Hr,298 1 1 K = − Ko R T T

Ln

K -290.529 kJ/kmol 1 1 = 108 kJ 7,246.10 433,15 K 298,15 K 8,314 kmol.K

K

= 3,28 .1090 kJ/kmol

Karena harga K = k1/k2 besar, berarti harga k2 jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan harga k1 sehingga k2 diabaikan terhadap k1 dan reaksi dianggap berjalan satu arah (irreversible).

2.3.

Langkah Proses

2.3.1. Diagram Alir Proses 1. Diagram alir kualitatif dapat dilihat pada gambar 2.1 2. Diagram alir kuantitatif dapat dilihat pada gambar 2.2 3. Diagram alir lengkap dapat dilihat pada gambar 2.3
















Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun 2.4.

Tahapan Proses

Proses produksi asam benzoat melalui beberapa unit proses : 1. Unit penyiapan bahan baku 2. Unit reaksi 3. Unit pemurnian produk Penjelasan berdasarkan gambar 2.1 mengenai masing-masing tahapan adalah sebagai berikut : 1. Unit Penyiapan Bahan Baku a. Unit penyiapan toluen Toluen cair dialirkan dari tangki penyimpan T-01 (30 oC, 1 atm) menuju reaktor (R) dengan pompa (P-01). b. Unit penyiapan oksigen/udara Udara dari lingkungan yang telah disaring dengan filter udara dikompresikan dengan kompresor. Udara yang telah dikondisikan tekanan dan suhunya yaitu pada tekanan 7 atm dari kompresor dan suhu 253,29 oC kemudian digelembungkan dalam reaktor. c. Tangki penyiapan katalis (cobalt acetate) Katalis cair dialirkan dari tangki penyimpan T-03 (30 oC, 1 atm) menuju reaktor (R). 2. Unit Reaksi Reaksi oksidasi toluen fase cair dilakukan di dalam reaktor gelembung (bubble reactor) R pada tekanan 7 atm dan suhu 160 oC. Di dalam reaktor terjadi reaksi oksidasi toluen menjadi asam benzoat dan benzaldehid. Reaksi




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun berjalan secara eksotermis dan untuk menjaga agar suhu reaktor tetap konstan maka reaktor dilengkapi dengan koil pendingin. Hasil atas reaktor yang berupa udara sisa dibuang ke lingkungan. Sedangkan hasil bawah reaktor berupa asam benzoat, benzaldehid, sisa toluen, air dan katalis diumpankan ke unit pemurnian produk. 3. Unit Pemurnian Produk Produk reaktor yang berupa cairan yang terdiri atas asam benzoat, benzaldehid, sisa toluen, air dan katalis kemudian diturunkan tekanannya dari 7 atm menjadi 3 atm menggunakan throttling valve dan didinginkan dengan heat exchanger (E-09), suhu turun menjadi 130 oC. Hasil bawah reaktor yang berupa asam benzoat, toluen, benzaldehid, air, katalis diumpankan ke dekanter dengan pompa (P-01) untuk memisahkan air dan katalis dari asam benzoat, toluen, dan benzaldehid. Kemudian hasil bawah dekanter di panaskan dengan heat exchanger (E-05) hingga suhu 187,39 oC dan diumpankan ke MD-01 untuk memisahkan toluen dari asam benzoat dan benzaldehid. Hasil atas MD01 yang sebagian besar adalah toluen di recycle ke reaktor, sedangkan hasil bawah MD-01 diumpankan ke kristalizer (CR). Sebelum masuk ke kristalizer, keluaran MD-01(282,58 oC) dicampur dengan hasil bawah MD-02 (247,74 oC ) sehingga suhunya menjadi 278,87 oC dan diumpankan ke dalam E-08 hingga mencapai suhu 245,78 oC, setelah itu keluaran E-08 diturunkan tekanannya menjadi 1 atm dengan ekspansion valve hingga suhunya mencapai 237,51 oC. Suhu kristalisasi asam benzoat adalah 50 oC. Kristal asam benzoat dan Mother liquor diumpankan ke filter (F) dan dicuci dengan air. Mother liquor (35,84




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun o

C) yang telah dipisahkan dari kristal asam benzoat diumpankan ke E-06 untuk

memenuhi kondisi MD-02 (283,09 oC). Hasil atas MD-02 (176,90 oC) merupakan produk benzaldehid yang akan disimpan dalam T-02. Hasil bawah MD-02 (247,74 oC) di recycle ke kristalizer. Kristal asam benzoat yang terbentuk dialirkan menuju rotary dryer (RD), menggunakan belt conveyor. Di dalam

RD terjadi proses pengeringan menggunakan udara panas dengan

temperatur 90 oC hingga membentuk kristal asam benzoat dengan kelembapan 0,2 % berat. Selanjutnya, produk berupa kristal asam benzoat disimpan dalam silo (S).

2.5.

Neraca Massa dan Neraca Panas

Produk

: Asam benzoat 99,8 % berat

Basis perhitungan

: 1 jam operasi

Kapasitas

: 35.000 ton/ tahun

Waktu operasi selama 1 tahun

: 330 hari

Waktu operasi selama 1 hari

: 24 jam




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun 2.5.1

Neraca Massa Tabel 2.3 Tabel Neraca Massa Total

Komponen

Arus 2 kg/jam O2 0,00 N2 0,00 H2O 18,62 C6H5COH 0,00 C6H5COOH cr 0,00 C6H5COOH 0,00 C6H5CH3 3.705,47 Co(C2H3O2)2.4H2O 0,00 Udara panas 0,00 3.724,09 Total

Arus 1 kg/jam 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,02 0,00 2,02

Input Arus 3 kg/jam 1.912,34 6.294,80 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 8.207,14 22.029,60

Arus 14 kg/jam 0,00 0,00 4.410,35 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4.410,35

Arus 18 kg/jam 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 5.685,99 5.685,99

Tabel 2.3 Tabel Neraca Massa Total (lanjutan)

Komponen O2 N2 H2O C6H5COH C6H5COOH cr C6H5COOH C6H5CH3 Co(C2H3O2)2,4H2O Udara panas Total

Arus 5 kg/jam 46,13 6.294,80 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 6.340,92

Arus 7 kg/jam 0,00 0,00 742,58 2,23 0,00 1,49 0,37 2,02 0,00 748,69

Output Arus 15 Arus 20 Arus 19 Arus 21 kg/jam kg/jam kg/jam kg/jam 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4.189,84 8,84 211,68 0,00 0,00 0,00 0,00 424,11 0,00 4.410,35 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4,33 0,00 0,00 0,00 4,84 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 5.685,99 0,00 4.189,84 4.419,19 5.897,67 433,28 22.029,60




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun Tabel 2.4 Neraca Massa pada Tee-01

Komponen

Arus 2 kg/jam O2 0,00 N2 0,00 H2O 18,62 C6H5COH 0,00 C6H5COOH 0,00 C6H5CH3 3.705,47 Co(C2H3O2)2.4H2O 0,00 3.724,09 Total

Input Arus 1 Arus 9 kg/jam kg/jam 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 194,48 0,00 0,00 0,00 3.695,04 2,02 0,00 2,02 3.889,51 7.615,62

Output Arus 4 kg/jam 0,00 0,00 18,62 194,48 0,00 7.400,51 2,02 7.615,62

Tabel 2.5 Neraca Massa pada Reaktor Input Komponen Arus 4 Arus 3 kg/jam kg/jam O2 0,00 1.912,34 N2 0,00 6.294,80 H2O 18,62 0,00 C6H5COH 194,48 0,00 C6H5COOH 0,00 0,00 C6H5CH3 7.400,51 0,00 Co(C2H3O2)2.4H2O 2,02 0,00 7.615,62 8.207,14 Total 15.822,76


Output Arus 5 Arus 6 kg/jam kg/jam 46,13 0,00 6.294,80 0,00 0,00 742,58 0,00 620,81 0,00 4.416,17 0,00 3.700,25 0,00 2,02 6.340,92 9.481,84 15.822,76



Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun Tabel 2.6 Neraca Massa pada Dekanter

H2O C6H5COH C6H5COOH C6H5CH3 Co(C2H3O2)2,4H2O

Input Arus 6 kg/jam 742,58 620,81 4.416,17 3.700,25 2,02

Total

9.481,84

Komponen

Output Arus 8 Arus 7 kg/jam kg/jam 0,00 742,58 618,58 2,23 4.414,69 1,49 3.699,88 0,37 0,00 2,02 8.733,15 748,69 9.481,84

Tabel 2.7 Neraca Massa pada Menara Distilasi – 01

Komponen C6H5COH C6H5COOH C6H5CH3 Total

Input Arus 8 kg/jam 618,58 4.414,69 3.699,88 8.733,15

Output Arus 9 Arus 10 kg/jam kg/jam 194,48 424,11 0,00 4.414,69 3.695,04 4,84 3.889,51 4.843,64 8.733,15

Tabel 2.8 Neraca Massa pada Menara Distilasi – 02

C6H5COH C6H5COOH C6H5CH3

Input Arus 16 kg/jam 429,96 584,38 4,84

Total

1.019,19

Komponen

Output Arus 12 Arus 21 kg/jam kg/jam 5,86 424,11 0,00 4,33 580,05 4,84 585,91 433,28 1.019,19




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun Tabel 2.9 Neraca Massa pada Tee-02

Komponen C6H5COH C6H5CH3 C6H5COOH Total

Input Arus 10 Arus 12 kg/jam kg/jam 424,11 5,86 4,84 0,00 4414,69 580,05 4.843,64 585,91 5.429,55

Output Arus 11 kg/jam 429,96 4,84 4.994,74 5.429,55

Tabel 2.10 Neraca Massa pada Kristalizer

Komponen C6H5COH C6H5COOH (kristal) C6H5CH3 C6H5COOH Total

Input Arus 11 kg/jam 429,96 0,00 4,84 4.994,74 5.429,55

Output Arus 13 kg/jam 429,96 4.410,35 4,84 584,38 5.429,55

Tabel 2.11 Neraca Massa pada Filter

Komponen C6H5COH C6H5COOH (kristal) C6H5CH3 C6H5COOH (mother liquor) H2O Total

Input Arus 13 Arus 14 kg/jam kg/jam 429,96 0,00

Arus 17 kg/jam 0,00

Output Arus 15 kg/jam 0,00

Arus 16 kg/jam 429,96

4.410,35

0,00

4.410,35

0,00

0,00

4,84

0,00

0,00

0,00

4,84

584,38

0,00

0,00

0,00

584,38

0,00 4.410,35 5.429,55 4.410,35 9.839,90

220,52 4.630,87

4.189,84 4.189,84 9.839,90

0,00 1.019,19




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun Tabel 2.12 Neraca Massa pada Dryer Input Komponen C6H5COH C6H5COOH (kristal) C6H5CH3 C6H5COOH (mother liquor) H2O Udara panas Total

Arus 17 kg/jam 0,00

Arus 18 kg/jam 0,00

4.410,35

0,00

0,00

4.410,35

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

220,52 0,00 0,00 5.685,99 4.630,87 5.685,99 10.316,86


Output Arus 19 Arus 20 kg/jam kg/jam 0,00 0,00

211,68 8,84 5.685,99 0,00 5.983,06 4.419,19 10.316,86



Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun 2.5.2. Neraca Panas Tabel 2.13 Neraca Panas Total Komponen Q arus 3 Q arus 4 Q arus 14 Q arus 18 Q arus 5 Q arus 7 Q arus 15 Q arus 19 Q arus 20 Q arus 21 Q reaksi Q pendingin reaktor Q pendingin kristalizer Q Kristal Q E-01 Q E-02 Q E-03 Q E-04 Q E-05 Q E-06 Q E-07 Q E-08 Q E-09 Q E-10 Q loss Total

Input (kJ) 1.972.128,54 974.414,98 92.491,53 1.859.727,66 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 11.685.119,94 0,00 0,00 142.858,24 2.772.805,67 0,00 300.337,46 0,00 754.978,72 196.051,97 0,00 0,00 632.968,84 351.034,97 0,00 21.734.918,52


Output (kJ) 0,00 0,00 0,00 0,00 891.960,26 327.177,81 190.340,55 1.772.476,17 5.729,66 118.357,32 0,00 11.056.421,64 2.335.593,25 0,00 0,00 1.958.266,56 0,00 262.379,25 0,00 0,00 107.029,06 359.515,63 0,00 0,00 2.349.671,36 21.734.918,52



Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun Tabel 2.14 Neraca Panas pada Tee-01 Komponen C7H8 C7H6O H2O Co(CH3COO)2,4H2O Jumlah

Arus 1 0,00 0,00 0,00 1,94 1,94

Input (kJ) Arus 2 31.792,47 0,00 390,08 0,00 32.182,55 974.414,98

Arus 9 896.896,22 45.334,28 0,00 0,00 942.230,49

Output (kJ) Arus 4 944.663,07 24.147,95 5.576,29 27,67 974.414,98

Tabel 2.15 Neraca Panas pada Reaktor Komponen C7H8 H2O O2 N2 C7H6O C7H6O2 Co(CH3COO)2,4H2O Panas reaksi Pendingin Jumlah

Input (kJ) Arus 4 944.663,07 5.576,29 425.489,17 1.546.639,37 24.147,95 0,00 27,67 11.685.119,94 14631663,46

Output (kJ) Arus 5 Arus 6 705.779,07 0,00 326.351,37 0,00 5.826,65 0,00 886.133,61 0,00 149.193,35 0,00 0,00 1.185.097,88 51,76 0,00 11.056.421,64 14.631.663,46

Tabel 2.16 Neraca Panas pada Dekanter Komponen H2O C7H6O C7H6O2 C7H8 Co(CH3COO)2,4H2O Jumlah

Input (kJ) Arus 6 326.351,37 114.445,89 903.978,15 705.779,07 40,37 2.050.595,12

Output (kJ) Arus 7 Arus 8 326.351,44 0,00 410,68 114.034,92 304,01 903.674,14 70,82 705.708,26 40,86 0,00 2.050.595,12




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun Tabel 2.17 Neraca Panas pada Menara Distilasi – 01 Komponen C7H8 C7H6O C7H6O2 Reboiler Kondenser Jumlah

Input (kJ) Output (kJ) Arus 8 Arus 9 Arus 10 1.139.418,38 896.895,92 2.600.19 181.297,55 45.334,26 208.868.16 1.449.157,00 0,00 2.430.713.50 2.772.805,67 1.958.266,56 5.542.678,59 5.542.678,59

Tabel 2.18 Neraca Panas pada Menara Distilasi – 02 Komponen C7H8 C7H6O C7H6O2 Reboiler Kondenser Jumlah

Input (kJ) Arus 16 1.658,03 139.353,83 212.322,89 300.337,46 653.672,22

Output (kJ) Arus 21 Arus 12 1.383,41 0,00 115.651,80 2.437,85 1.322,11 270.497,80 262.379,25 653.672,22

Tabel 2.19 Neraca Panas pada Tee-02 Komponen C7H8 C7H6O C7H6O2 Jumlah

Input (kJ) Arus 10 Arus 12 2.600,19 0,00 208.867,48 2.437,85 2.430.714,31 270.497,65 2.642.181,98 272.935,50 2.915.117,48


Output (kJ) Arus 11 2.551,88 208.163,28 2.704.402,32 2.915.117,48



Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun Tabel 2.20 Neraca Panas pada Kristalizer Komponen C7H8 C7H6O C7H6O2 cr C7H6O2 Q Kristal Q pendingin Jumlah

Input (kJ) Arus 11 2.043,58 169.608,14 0,00 2.209.083,87 142.858,24 2.523.593,83

Output (kJ) Arus 13 209,89 18.231,66 142.858,24 26.700,79 2.335.593,25 2.523.593,83

Tabel 2.21 Neraca Panas pada Filter Komponen C7H8 C7H6O C7H6O2 cr C7H6O2 H2O Jumlah

Input (kJ) Arus 13 Arus 14 209,89 0,00 18.231,66 0,00 142.858,24 0,00 26.700,79 0,00 0,00 92.491,53 280.492,11

Arus 15 0,00 0,00 0,00 0,00 190.340,55

Output (kJ) Arus 16 90,36 7856,96 0,00 11.414,18 0,00 280.492,11

Tabel 2.22 Neraca Panas pada Rotary Dryer Input (kJ) Arus 17 C7H6O2 cr 5.689,44 H2O 921,83 Udara panas 1.859.727,66 Q loss Jumlah 1.866.338,93 Komponen

Output (kJ) Arus 20 Arus 19 5.692,67 0,00 36,99 885,88 1.771.590,29 88.133,10 1.866.338,93

Tabel 2.23 Neraca Panas pada Heat Exchanger – 05 Komponen C7H8 C7H6O C7H6O2 Q ditambahkan Jumlah

Input (kJ) 812.707,51 131.737,36 1.054.159,36 754.978,72 2.753.582,95


Output (kJ) 1.124.330,54 180.142,06 1.449.110,35 2.753.582,95

Arus 17 0,00 0,00 60.772,14 0,00 10.017,92



Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun Tabel 2.24

Neraca Panas pada Heat Exchanger – 06

Komponen C7H8 C7H6O C7H6O2 Q ditambahkan Jumlah

Tabel 2.25

Input (kJ) 1.382,98 115.279,84 1.317,90 117.980,72

Input (kJ) 1.923,82 156.487,59 1.802.522,12 1.960.933,53

Output (kJ) 1.540,60 127.502,65 1.472.374,65 359.515,64 1.960.933,53


Komponen C7H8 C7H6O C7H6O2 H2O Co(CH3COO)2,4H2O Q dilepaskan Jumlah

Input (kJ) 926.989,94 149.208,76 1.185.222,54 422.089,99 51,77 2.683.563,00


Output (kJ) 125,26 10.709,18 117,24 107.029,06 117.980,72


Komponen C7H8 C7H6O C7H6O2 Q dilepaskan Jumlah

Tabel 2.27

Output (kJ) 1.657,52 138.911,74 212.316,72 352.885,98


Komponen C7H8 C7H6O C7H6O2 Q dilepaskan Jumlah

Tabel 2.26

Input (kJ) 725,20 62.311,97 93.796,84 196.051,97 352.885,98

Output (kJ) 705.778,84 114.445,85 903.977,84 326.351,26 40,37 359.515,64 2.683.563,00



Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun Tabel 2.28 Komponen Udara Q ditambahkan Jumlah

2.6.

Neraca Panas pada Heat Exchanger – 10 Input (kJ) 1.773.706,01 332.734,75 2.124.761,14

Output (kJ) 2.124.761,14 2.124.761,14

Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses

2.6.1. Lay Out Pabrik Lay out 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 dari para karyawan serta keselamatan proses. Pada prarancangan pabrik ini, tata letak dari pabrik dapat dilihat pada Gambar 2.3. Untuk mencapai kondisi yang optimal, maka hal-hal yang harus diperhatikan dalam menentukan tata letak pabrik ini adalah: 1. Pabrik merupakan pabrik baru

(bukan pengembangan) sehingga

penentuan lay out tidak dibatasi oleh bangunan yang ada. 2. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa mendatang. 3. Fakor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan ledakan, maka perencanaan lay out selalu diusahakan jauh dari sumber api, bahan panas, bahan yang mudah meledak dan jauh dari asap atau gas beracun.




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun 4. Sistem konstruksi yang direncanakan adalah outdoor untuk menekan biaya bangunan dan gedung, dan juga iklim Indonesia memungkinkan konstruksi secara outdoor. 5. Lahan terbatas sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian pengaturan ruangan/lahan.

Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu: 1. Daerah administrasi/perkantoran, laboratorium dan ruang

kontrol,

merupakan pusat kegiatan administrasi pabrik yang mengatur kelancaran operasi. Laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat pengendalian proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses serta produk yang dijual. 2. Daerah proses, merupakan daerah dimana alat proses diletakkan dan proses berlangsung. 3. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk, merupakan daerah untuk tempat bahan baku dan produk. 4. Daerah gudang, bengkel dan garasi, merupakan daerah yang digunakan untuk menampung bahan-bahan yang diperlukan oleh pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses. 5. Daerah utilitas, merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan bahan pendukung proses berlangsung dipusatkan. (Vilbrandt, 1959)





Gambar 2.4 Lay Out Pabrik




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun 2.6.2

Lay Out Peralatan Proses Lay out peralatan proses adalah tempat dimana alat-alat yang

digunakan dalam proses produksi. Tata letak peralatan proses pada prarancangan pabrik ini dapat dilihat pada Gambar 2.5. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menentukan lay out peralatan proses pabrik, antara lain (Vilbrandt, 1959) : 1. Kelancaran aliran udara di dalam dan di sekitar peralatan proses. Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya stagnasi udara pada suatu tempat sehingga mengakibatkan akumulasi bahan kimia yang dapat mengancam keselamatan pekerja. 2. Penerangan sebuah pabrik harus memadai dan pada tempat-tempat proses yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu adanya penerangan tambahan. 3. Lalu lintas manusia, dalam perancangan lay out peralatan perlu diperhatikan agar pekerja dapat mencapai seluruh alat proses dengan cepat dan mudah. Hal ini bertujuan apabila terjadi gangguan pada alat proses dapat segera diperbaiki. Keamanan pekerja selama menjalankan tugasnya juga diprioritaskan. 4. Pertimbangan ekonomi, dalam menempatkan alat-alat proses diusahakan dapat menekan biaya operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik. 5. Jarak antar alat proses, alat proses yang mempunyai suhu dan tekanan operasi tinggi sebaiknya dipisahkan dengan alat proses lainnya, sehingga




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun apabila

terjadi

ledakan

atau

kebakaran

diminimalkan.


maka

kerusakan

dapat




Keterangan : T-01

: Tangki toluen

MD-01 : Menara distilasi -01

T-02

: Tangki Benzaldehid

MD -02: Menara distilasi -02

R

: Reaktor

CR

: Kristalizer

Dc

: Dekanter

F

: Filter

S

: Silo

RD

: Rotary dryer

Gambar 2.5 Lay Out Peralatan Proses



digilib.uns.ac.id


BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES

3.1

Reaktor Kode

:R

Fungsi

: Mereaksikan toluen dengan O2 membentuk asam benzoat

Tipe

: Bubble reactor

Jumlah

: 1 buah

Kondisi Operasi -

Suhu (oC)

: 160

-

Tekanan (atm)

:7

Material

: Low-alloy steel SA-204 grade C

Waktu tinggal

: 2,6 jam

Tinggi (m)

: 5,85

Volume (m3)

: 30,75

Perforate Plate -

Susunan

: triangular pitch

-

Diameter lubang (m)

: 0,0032

-

Diameter gelembung (m) : 0,004

-

Jumlah lubang (buah)

: 195.052

-

Luas total lubang (m2)

: 1,45

commit to user Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses 48




Spesifikasi Shell -

Diameter dalam (m)

: 2,91

-

Tebal (in)

: 0,625

Spesifikasi head -

Bentuk

: torispherical head

-

Tebal head (in)

:1

-

Tingi head (m)

: 0,61

Ukuran Pipa

3.2

-

Pipa inlet dari Tangki-01

: 2 1/2 in SN 40

-

Pipa inlet dari compressor

: 12 in SN 30

-

Pipa Outlet menuju Lingkungan

: 12 in SN 30

-

Pipa Outlet menuju Flash Drum

: 2 1/2 in SN 40

Dekanter Kode

: DC

Fungsi

: Memisahkan asam benzoat, toluen, benzaldehid dengan katalis dan air

Tipe

: Dekanter horizontal dengan head Torispherical

Kondisi operasi -

Suhu (oC)

: 130

-

Tekanan (atm)

:3

commit to user Bab 3 Spesifikasi Peralatan Proses




Material

: Carbon Steel SA 283 grade C

Kapasitas (m3)

: 3,91

Spesifikasi shell -

Diameter dalam (m)

: 1,16

-

Tebal (in)

: 0,25

-

Lebar shell (m)

: 3,47

Tinggi pengeluaran fase ringan

: 0,58 m

Tinggi pengeluaran fase berat

: 0,30 m

Spesifikasi head -

Bentuk


-

Tebal head (in)

: 0,3125

-

Tingi head (m)

: 0,07

Tinggi pemasukan umpan

: 0,92 m

Waktu tinggal

: 18,72 menit

Ukuran pipa

3.3

-

Umpan

: 2 1/2 in SN 40

-

Produk Fase Ringan

: 3/4 in SN 40

-

Produk Fase Berat

: 2 1/2 in SN 40

Menara Destilasi

3.3.1. Menara Destilasi - 01 Kode

: MD-01





Fungsi

: Memisahkan toluen dari asam benzoat dan benzaldehid

Tipe

: Sieve plate tower

Jumlah

:1

Material

: Carbon Steel SA 283 garde C

P

: 3 atm

Kondisi operasi -

Atas

: 162,77 oC

-

Bawah

: 282,57 oC

Shell /Kolom -

Diameter atas

: 0,91 m

-

Diameter bawah

: 0,91 m

-

Tinggi total

: 14,72 m

-

Tebal shell atas

: 0,25 in

-

Tebal shell bawah

: 0,3125 in

Head -

Tipe


-

Tebal head atas

: 0,25 in

-

Tebal head bawah

: 0,3125 in

Plate -

Tipe

: Sieve tray

-

Jumlah plate

: 18 ( tanpa reboiler)

-

Plate spacing

: 0,5 m





-

Plate umpan

: Plate ke 2 dari atas

3.3.2. Menara Distilasi – 02 Kode Fungsi

: MD-02 : Memisahkan benzaldehid dari toluen dan asam benzoat sehingga diperoleh benzaldehid 98%

Tipe

: Kolom bahan isian (Packing)

Jumlah

:1

Material

: Carbon Steel SA 283 garde C

P

: 1 atm

Kondisi operasi -

Atas

: 181,08 oC

-

Bawah

: 247,76 oC

Kolom -

Diameter menara

: 0,41 m

-

Tinggi total

: 7,16 m

-

Tebal shell

: 0,1875 in

Head -

Tipe


-

Tebal head

: 0,1875 in

-

Tinggi head

: 0,12 m

Packing





3.4.

-

Tipe

: Ceramic raschig ring

-

Tinggi packing

: 5,85 m

-

Diameter packing

: 0,0254 m

Crystalizer Kode

: CR

Fungsi

: Mengkristalkan asam benzoat keluaran Menara Distilasi-01

Jumlah

: 1 buah

Tipe

: Swenzon Walker

Jumlah

: 1 unit besar (1 unit besar maksimum tersusun dari 4 unit kristaliser).

Kondisi operasi

: T = 50 oC P = 1 atm

Tinggi

: 0,6604 m

Lebar

: 0,6096 m

Panjang total

: 3,048 m

Tebal dinding

: 0,1875 in

Pengaduk

:

-

Jenis

: Spiral agitator

-

Kecepatan

: 70 rpm

-

Daya

: 2 HP

-

Diameter

: 0,6046 m





Pipa umpan masuk

Pipa produk keluar

: ID

: 2,067 in

OD

: 2,38 in

Nominal

: 2 in

Schedule number

: 40

: ID

: 2,067 in

OD

: 2,38 in

Nominal

: 2 in

Schedule number

: 40

Pipa pendingin masuk : ID

: 3,068 in

OD

: 3,5 in

Nominal

: 3 in

Schedule number

: 40

Pipa pendingin keluar : ID

: 3,068 in

OD

3.5.

: 3,5 in

Nominal

: 3 in

Schedule number

: 40

Material


Jenis pendingin

: Jaket

Media pendingin

: Dowtherm A

Filter Kode

:F





Fungsi

: Memisahkan produk asam benzoat dari mother liquor

Tipe

: Rotary drum vacuum filter

Jumlah

: 1 buah

Kapasitas

: 5.428,04 kg/jam

Kondisi Operasi -

T

: 35,84 ºC

-

P

: 1 atm

Material


Diameter basket

: 0,42 m

Panjang basket

: 0,83 m

Tebal cake

: 2,54 cm

Kecepatan Putar

: 0,69 rpm

Daya

: 20 Hp

Pipa pemasukan dan pengeluaran

3.6.

-

Pipa inlet dari Crystalizer

: 4 in SN 40

-

Pipa inlet dari utilitas

: 4 in SN 40

-

Pipa outlet menuju HE-03

: 2 in SN 40

-

Pipa outlet menuju UPL

: 4 in SN 40

Rotary Dryer Kode

: RD

Fungsi

: Mengurangi kadar cairan ( air ) hingga





didapatkan asam benzoat 99,8 % Tipe

: Direct contact counter current rotary dryer

Jumlah

:1

P

: 1 atm

Material

: Carbon Steel SA-283 Grade C

Diameter

: 2,14 m

Panjang rotary

: 20,71 m

Tebal shell rotary

: 0,1875 in

Suhu Padatan -

T in

: 35,84 ºC

-

T out

: 35,90 ºC

Waktu tinggal padatan

: 3,26 jam

Gas Pengering

: Udara Panas

Suhu udara panas -

Tin

: 90 ºC

-

T out

: 41,05 ºC

Kecepatan putar Jenis flight

: 3,18 rpm :

- 6,90 meter pertama dari feed inlet menggunakan radial flight tanpa lips -

6,90 meter tengah, menggunakan flight dengan 45º lips

-

6,90 meter terakhir, menggunakan flight dengan 90 º lips





3.7.

Tinggi flight

: 0,21 m

Offset flight

:1m

Daya

: 40 Hp

Storage

3.7.1. Storage - 01 Kode

: T-01

Fungsi

: Menyimpan toluen selama 30 hari

Tipe

: Tangki silinder vertikal, flat bottomed dan head torispherical

Jumlah

: 1 buah

Kondisi operasi -

T

: 30oC

-

P

: 1 atm

Material

: Carbon steel SA-283 grade C

Kapasitas

: 3.116,37 m3

Diameter

: 24,38 m

Tinggi

: 9,14 m

Tebal shell

: Course 1

= 1,3125 in

Course 2

= 1,1875 in

Course 3

= 1,0625 in

Course 4

= 1 in

Course 5

= 0,875 in





Tebal head

: 0,125 in

Tinggi head

: 1,75 m

Tinggi total

: 10,90 m

3.7.2. Storage - 02 Kode

: T-02

Fungsi

: Menyimpan benzaldehid selama 30 hari

Tipe

: Tangki silinder vertikal, flat bottomed dan head torispherical

Jumlah

: 1 buah

Kondisi operasi -

T

: 30oC

-

P

: 1 atm

Material


Kapasitas

: 301,46 m3

Diameter

: 12,19 m

Tinggi

: 5,49 m

Tebal shell

: Course 1

= 0,6875 in

Course 2

= 0,6250 in

Course 3

= 0,5625 in

Tebal head

: 0,5625 in

Tinggi head

: 3,35 m

Tinggi total

: 6,51 m





3.8.

Silo Kode

:S

Fungsi

: Menyimpan asam benzoat selama 7 hari

Tipe

: Tangki silinder vertikal, cone 60º bottomed

Jumlah

: 1 buah

Kondisi operasi

:

-

T

: 30oC

-

P

: 1 atm

Material


Kapasitas

: 761,52 m3

Diameter

: 8,16 m

Tinggi

: 12,23 m

Tebal shell

: 0,4375 in

Tebal head

: 0,4375 in

Tinggi total

: 19,34 m





3.9.

Kondensor Tabel 3.1 Spesifikasi Kondensor Kode Fungsi Tipe Luas transfer panas (ft2) Annulus - Fluida - OD (in) - Panjang (ft) - Bahan konstruksi - Pressure drop (psi) Inner pipe - Fluida

E-01 Mengembunkan hasil atas MD-01 Double pipe 63,73

E-02 Mengembunkan hasil atas MD-02 Double pipe 61,85

Hasil atas MD-01 4,5 12 Carbon steel SA 283 2,00

Hasil atas MD-02 2,38 12 Carbon steel SA 283 0,61

H2O

- ID (in) - Bahan konstruksi - Pressure drop (psi)

3,5 Carbon steel SA 283 2,92

Fluida keluaran dekanter 1,38 Carbon steel SA 283 0,02

- Jumlah tube - RD dibutuhkan - RD perancangan

6 0,002 0,0024

12 0,002 0,0021





3.10.

Reboiler Tabel 3.2 Spesifikasi Reboiler Kode Fungsi Tipe Luas transfer panas (ft2) Tube - Fluida - OD tube (in) - Panjang (ft) - Layout - Pitch (in) - Jumlah tube - Pass - Bahan konstruksi - Pressure drop (psi) Shell - Fluida - ID shell (in) - Baffle spacing (in) - Pass - Bahan konstruksi - Pressure drop (psi) - RD dibutuhkan - RD perancangan

3.11.

E-03 Menguapkan sebagian hasil bawah MD-01 Kettle reboiler 598,58

E-04 Menguapkan sebagian hasil bawah MD-02 Kettle reboiler 39,06

steam 3/4 12 triangular 1 262 1 Stainless steel SA 167 type 304 0,004

steam 1 12 triangular 1 1/4 32 1 Stainless steel SA 167 type 304 0,004

Hasil bawah MD-01 19 1/4 14 4/9 1 Stainless steel SA 167 type 304 0,003 0,0031

Hasil Bawah MD-02 10 7,5 1 Stainless steel SA 167 type 304 0,003 0,0032

Accumulator

3.11.1.Accumulator - 01 Kode

: ACC-01

Fungsi

: Memisahkan fase cair dari fase gas umpan Menara Distilasi-01

Jumlah

: 1 buah

Tipe

: Horizontal drum dengan torispherical head





Material

: Carbon steel SA 283 grade C

Kondisi operasi -

T

: 156,18 °C

-

P

: 3 atm

Kapasitas

: 1,58 m3

Diameter

: 0,86 m

Panjang

: 2,57 m

Tebal shell

: 0,25 in

Tebal head

: 0,3125 in

Panjang total

: 3,00 m

Pipa pengeluaran -

IPS

: 2 in

-

OD

: 2,375 in

-

ID

: 2,067 in

-

SN

: 40

3.11.2.Accumulator-02 Kode

: ACC-02

Fungsi

: Menampung hasil atas menara distilasi MD-02

Jumlah

: 1 buah

Tipe

: Horisontal drum dengan torispherical head

Material

: Carbon steel SA 283 grade C





Kondisi operasi -

T

: 176,90 °C

-

P

: 1 atm

Kapasitas

: 0,10 m3

Diameter

: 0,34 m

Panjang

: 0,91 m

Tebal shell

: 0,1875 in

Tebal head

: 0,1875 in

Panjang total

: 1,12 m

Pipa pengeluaran -

IPS

: 1 in

-

OD

: 1,32 in

-

ID

: 1,049 in

-

SN

: 40





3.12.

Heat Exchanger Tabel 3.3 Spesifikasi Heat Exchanger Kode Fungsi Tipe Luas transfer panas (ft2) Inner pipe - Fluida - OD tube (in) - Panjang (ft) - Bahan konstruksi - Pressure drop (psi) Annulus - Fluida - OD annulus (in) - Bahan konstruksi - Pressure drop (psi) - Jumlah pipa - RD dibutuhkan - RD perancangan

E-05 Memanaskan umpan masuk MD-01 Double pipe 78,92

E-06 Memanaskan umpan MD-02 Double pipe 46,48

Umpan MD-01 3.5 12 Carbon steel SA 283 0,29

Umpan MD-02 1,66 12 Carbon steel SA 283 0,23

steam 4,5 Stainless steel 304 0,12 8 0,001 0,0015

steam 2,38 Stainless steel 304 0,13 10 0,001 0,0011

Tabel 3.3 Spesifikasi Heat Exchanger (Sambungan) Kode Fungsi Tipe Luas transfer panas (ft2) Inner pipe - Fluida - OD tube (in) - Panjang (ft) - Bahan konstruksi - Pressure drop (psi) Annulus - Fluida - OD annulus (in) - Bahan konstruksi - Pressure drop (psi) - Jumlah pipa - RD dibutuhkan - RD perancangan

E-07 Mendinginkan produk yang masuk T-02 Double pipe 83,34

E-08 Mendinginkan cairan keluaran Tee-02 Double pipe 19,86

Fluida keluaran filter 1,66 12 Carbon steel SA 283 0,45

Dowtherm A 3,5 12 Carbon steel SA 283 0,67

Produk benzaldehid 2,38 Carbon steel SA 283 0,81 16 0,002 0,0024

Keluaran Tee 4,5 Carbon steel SA 283 0,53 2 0,002 0,0022





Tabel 3.3 Spesifikasi Heat Exchanger (Sambungan) Kode Fungsi

E-09 Mendinginkan keluaran reaktor

Tipe Luas transfer panas (ft2) Tube - Fluida - OD tube (in) - Panjang (ft) - Layout - Pitch (in) - Jumlah tube - Pass - Bahan konstruksi

Double pipe 20,26

- Pressure drop (psi) Shell - Fluida - ID shell (in) - Baffle spacing (in) - Pass - Bahan konstruksi - Pressure drop (psi) - RD dibutuhkan - RD perancangan

3.13.

Inner pipe Air 3,5 12 2 Carbon steel SA 283 grade C 0,45 Annulus Keluaran reaktor OD = 4,5 Carbon steel SA 283 grade C 3,08 0,003 0,0035

E-10 Memanaskan udara masuk rotary dryer Shell and tube 268,82 steam 1 12 triangular 1 1/4 91 1 Stainless steel 304 0,0042 udara 15 ¼ 15 ¼ 1 Carbon steel SA 283 grade C 1,54 0,002 0,0022

Pompa

3.13.1.Pompa - 01 Kode

: P-01

Fungsi

: Mengalirkan toluen dari T-01 ke R

Tipe

: Sentrifugal

Jumlah

:1

Kapasitas (gpm)

: 21,24





Tenaga pompa

: 5 Hp

Tenaga motor

: 7 Hp

NPSH required

: 3,04 ft

NPSH available

: 290,08 ft

Pipa -

IPS

: 2 in

-

OD

: 2,38 in

-

ID

: 2,067 in

-

SN

: 40


: P-02

Fungsi

: Mengalirkan cairan dari Dc ke MD-01

Tipe

: Sentrifugal

Jumlah

:1

Kapasitas (gpm)

: 52,31

Tenaga pompa

: 1,5 Hp

Tenaga motor

: 2 Hp

NPSH required

: 5,55 ft

NPSH available

: 96,41 ft

Pipa -

IPS

: 3 in

-

OD

: 3,5 in





-

ID

: 3,068 in

-

SN

: 40


: P-03

Fungsi

: Mengalirkan cairan dari MD-01 ke R

Tipe

: Sentrifugal

Jumlah

:1

Kapasitas (gpm)

: 27,55

Tenaga pompa

: 2,5 Hp

Tenaga motor

: 5 Hp

NPSH required

: 3,62 ft

NPSH available

: 248,20 ft

Pipa -

IPS

: 2 in

-

OD

: 2,38 in

-

ID

: 2,067 in

-

SN

: 40


: P-05

Fungsi

: Mengalirkan cairan dari MD-01 ke CR

Tipe

: Sentrifugal





Jumlah

:1

Kapasitas (gpm)

: 25,43

Tenaga pompa

: 1 Hp

Tenaga motor

: 1,5 Hp

NPSH required

: 3,43 ft

NPSH available

: 278,41 ft

Pipa -

IPS

: 2 in

-

OD

: 2,38 in

-

ID

: 2,067 in

-

SN

: 40


: P-06

Fungsi

: Mengalirkan cairan dari F ke MD-02

Tipe

: Sentrifugal

Jumlah

:1

Kapasitas (gpm)

: 4,87

Tenaga pompa

: 0,33 Hp

Tenaga motor

: 0,5 Hp

NPSH required

: 1,14 ft

NPSH available

: 52,94 ft

Pipa





-

IPS

: 1 in

-

OD

: 1,32 in

-

ID

: 1,049 in

-

SN

: 40


: P-07

Fungsi

: Mengalirkan cairan dari bottom MD-02 ke CR

Tipe

: Sentrifugal

Jumlah

:1

Kapasitas (gpm)

: 3,26

Tenaga pompa

: 0,25 Hp

Tenaga motor

: 0,5 Hp

NPSH required

: 0,54 ft

NPSH available

: 72,03 ft

Pipa -

IPS

: 3/4 in

-

OD

: 1,05 in

-

ID

: 0,824 in

-

SN

: 40


: P-08





Fungsi

: Mengalirkan cairan dari ACC-02 ke T-02

Tipe

: Sentrifugal

Jumlah

:1

Kapasitas (gpm)

: 3,56

Tenaga pompa

: 0,125 Hp

Tenaga motor

: 0,1667 Hp

NPSH required

: 0,93 ft

NPSH available

: 20,86 ft

Pipa

3.14.

-

IPS

: 1/2 in

-

OD

: 0,84 in

-

ID

: 0,622 in

-

SN

: 40

Compressor

3.14.1.Compressor - 01 Kode

: K-01

Fungsi

: Menaikan tekanan udara masuk reaktor dari 1 atm menjadi 2,70 atm

Tipe

: Centrifugal, multi stage compressor

Jumlah

:1

Flow udara

: 8.207,08 kg/jam

Suhu masuk

: 30°C





Suhu keluar

: 126,90 °C

Tenaga motor

: 38,38 Hp

3.14.2.Compressor - 02 Kode

: K-02

Fungsi

: Menaikan tekanan udara masuk reaktor dari 2,70 atm menjadi 7,3 atm

3.15.

Tipe

: Centrifugal, multi stage compressor

Jumlah

:1

Flow udara

: 8.207,08 kg/jam

Suhu masuk

: 126,90 °C

Suhu keluar

: 259,54 °C

Tenaga motor

: 50,87 HP

Blower Kode

: JB-01

Fungsi

: Mengalirkan udara yang akan dipakai sebagai pemanas rotary dryer

Tipe

: Centrifugal blower

Jumlah

:1

Flow udara

: 211.744,67 ft3/jam

Suhu masuk

: 30 °C

Suhu keluar

: 30,83 °C





Tenaga motor

3.16.

: 3 HP

Expansion Valve

3.16.1.Expansion valve -01 `

Kode

: EV-01

Fungsi

: Menurunkan tekanan keluaran reaktor yang masuk ke flash drum

Tipe

: throttle valve sebagai expander cairan : Tin = 130 oC

Kondisi operasi

Tout = 130 oC Pin

= 7 atm

Pout = 3 atm

3.16.2.Expansion valve -02 `

Kode

: EV-02

Fungsi

: Menurunkan tekanan keluaran Tee sebelum masuk kristalizer

Tipe

: throttle valve sebagai expander cairan

Kondisi operasi

: Tin

= 237,51oC

Tout = 237,51oC Pin

= 3 atm

Pout = 1 atm



digilib.uns.ac.id


BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

4.1

Unit Pendukung Proses Unit pendukung proses (utilitas) merupakan unit penunjang proses

produksi dalam pabrik. Unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik asam benzoat adalah : 1. Unit pengadaan air a. Air pendingin dan air proses b. Air umpan boiler (steam) c. Air konsumsi umum dan sanitasi d. Air pemadam kebakaran 2. Unit pengadaan steam 3. Unit pengadaan udara tekan 4. Unit pengadaan listrik 5. Unit pengadaan bahan bakar

4.1.1. Unit Pengadaan Air dan Pendingin kristalizer Sumber air yang digunakan dalam pabrik diperoleh dari Sungai Bengawan Solo Hilir yang tidak jauh dari lokasi pabrik dengan faktor-faktor sebagai berikut : a. Air sungai dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah. b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya.

commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium 73



Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun

commit to user Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium



Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun  Air Pendingin dan Air Proses Air yang digunakan adalah air sungai yang diperoleh dari Sungai Bengawan Solo Hilir yang tidak jauh dari lokasi pabrik. Pengolahan air sungai meliputi 4 tahap, yaitu : 1.

Pengendapan awal Air sungai dialirkan dari sungai ke bak penampungan dengan menggunakan pompa utilitas PU-01 ke traveling screen untuk menyaring partikel dengan ukuran besar. Tahap ini bertujuan untuk memisahkan padatan-padatan atau lumpur yang terdapat di dalam air.

2.

Pengendapan dengan cara koagulasi Air dari bak penampungan di alirkan menggunakan pompa menuju bak koagulasi. Pada tahap koagulasi ini ditambahkan larutan tawas 5% dan larutan kapur 5%. Larutan kapur 5% (Ca(OH)2) untuk mengikat garamgaram yang terlarut dalam air sungai dan larutan tawas 5% (Al3(SO4)3) sebagai bahan koagulan.

3.

Pemisahan dengan clarifier Air dari bak koagulasi kemudian dialirkan menggunakan pompa menuju clarifier. Flok-flok yang terbentuk pada proses koagulasi dipisahkan dalam clarifier. Flok akan mengendap di dasar clarifier dan keluar melalui pipa blow down. Sedangkan air yang terpisahkan dari flok akan mengalir ke atas menuju sand filter.




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun 4.

Pemisahan dengan sand filter Air dari clarifier kemudian dipisahkan dari partikel-partikel yang belum mengendap di dalam sand filter. Air keluaran sand filter kemudian dialirkan menuju bak penampungan air bersih. Di dalam bak penampung air

bersih

ditambahkan

chlorine

sebagai

desinfektan

terhadap

mikroorganisme yang terdapat di dalam air sungai. Air bersih dari bak penampungan dapat digunakan sebagai air proses, air konsumsi dan sanitasi serta air pendingin (cooling water). Air yang digunakan sebagai air pendingin dapat digunakan kembali dengan cara membuang panas yang terserap dalam air menggunakan cooling tower (CT01). Tabel 4.1 Kebutuhan Air Proses No 1

Keterangan Filter Kebutuhan air proses

Kode Alat F

Kebutuhan ( kg/jam ) 4410,35 4410,35

Tabel 4.2 Kebutuhan Air Pendingin No 1 2 3 4

Keterangan Kode Alat Kondensor – 01 E-01 Heat Exchanger – 10 E-10 Heat Exchanger – 11 E-11 Koil reaktor JR Kebutuhan air pendingin Make up air pendingin (10%)


Kebutuhan ( kg/jam ) 46.834,26 15.121,03 415,28 284.290,31 346.660,88 34.666,09



Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun  Air umpan boiler Untuk kebutuhan umpan boiler sumber air yang digunakan adalah air sungai. Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler meliputi : 1.

Tahap pengolahan air sungai Air umpan boiler yang digunakan berasal dari air sungai dimana pengolahan awal yang dilakukan sama dengan pengolahan air sungai.

2.

Kation Exchanger Air bersih dari bak penampungan dialirkan menuju unit penyediaan air umpan boiler. Air umpan boiler harus dihilangkan kandungan garamgaramnya yang dapat menimbulkan kesadahan dalam air. Kation exchanger berfungsi untuk mengikat ion-ion positif dari garam yang terlarut dalam air lunak. Alat ini berupa silinder tegak yang berisi tumpukan butir-butir resin penukar ion. Resin yang digunakan adalah jenis C-300 dengan notasi RH2. Adapun reaksi yang terjadi dalam kation exchanger adalah:

Apabila

resin

2NaCl + RH2 --------> RNa2 + 2 HCl

(4-1)

CaCO3 + RH2 ---------> RCa + H2CO

(4-2)

BaCl2 + RH2 --------> RBa + 2 HCl

(4-3)

sudah

jenuh

maka

pencucian

dilakukan

dengan

menggunakan larutan H2SO4 2%. Reaksi yang terjadi pada waktu regenerasi adalah: RNa2 + H2SO4 --------> RH2 + Na2SO4


(4-4)




3.

RCa + H2SO4 --------> RH2 + CaSO4

(4-5)

RBa + H2SO4 --------> RH2 + BaSO4

(4-6)

Anion Exchanger Air hasil kation exchanger kemudian dialirkan menuju anion exchanger. Alat ini hampir sama dengan kation exchanger namun memiliki fungsi yang berbeda yaitu mengikat ion-ion negatif yang ada dalam air lunak. Dan resin yang digunakan adalah jenis C - 500P dengan notasi R(OH)2. Reaksi yang terjadi di dalam anion exchanger adalah: R(OH)2 + 2 HCl --------> RCl2 + 2 H2O

(4-7)

R(OH)2 + H2SO4 --------> RSO4 + 2 H2O

(4-8)

R(OH)2 + H2CO3 --------> RCO3 + 2 H2O

(4-9)

Pencucian resin yang sudah jenuh digunakan larutan NaOH 4%. Reaksi yang terjadi saat regenerasi adalah:

4.

RCl2 + 2 NaOH --------> R(OH)2 + 2 NaCl

(4-10)

RSO4 + 2 NaOH --------> R(OH)2 + 2 Na2SO4

(4-11)

RCO3 + 2 NaOH --------> R(OH)2 + 2 Na2CO3

(4-12)

Deaerasi Air yang sudah bebas dari ion-ion positif dan negatif kemudian dialirkan menuju tangki deaerasi menggunakan pompa. Proses deaerasi bertujuan untuk menghilangkan gas terlarut, terutama oksigen dan karbon dioksida dengan cara pemanasan menggunakan steam. Oksigen terlarut dapat menyebabkan korosi pada alat-alat proses dan boiler. Gas ini kemudian




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun dibuang ke atmosfer. Air bebas gas terlarut kemudian diumpankan menuju tangki penyimpanan umpan boiler. 5.

Tangki Umpan Boiler Alat ini berfungsi menampung air umpan boiler selama 24 jam. Bahanbahan yang ditambahkan untuk mencegah korosi dan kerak, antara lain: a.

Hidrazin (N2H4) Zat ini berfungsi untuk menghilangkan sisa gas terlarut terutama gas oksigen sehingga dapat mencegah korosi pada boiler. Reaksi yang terjadi : N2H4 (aq) + O2 (g)

N2 (g) + 2 H2O (l) .

(4-13)

b. Na3PO4 Zat ini berfungsi untuk melunakkan kerak yang terbentuk dan mengatur kesadahan air. Reaksinya: 2 Na3PO4 + 3 CaCO3

Ca3(PO4)2 + 3Na2CO3

(4-14)

2 Na3PO4 + 3 MgCO3

Mg3(PO4)2 + 3Na2CO3

(4-15)

Tabel 4.3 Kebutuhan Air Umpan Boiler No

Keterangan Kebutuhan Air umpan boiler Make up air umpan boiler (20%)

Kebutuhan ( kg/jam ) 4.101,68 820,34

 Air Konsumsi Umum dan Sanitasi Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi dapat dilihat pada tabel 4.4:




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun Tabel 4.4 Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi No 1 2 3 4 5

Keterangan Perkantoran Laboratorium Kantin Air hidran/Taman Air poliklinik Kebutuhan Air Konsumsi & Sanitasi

Kebutuhan ( kg/jam ) 232,50 50,00 125,00 40,75 11,67 459,92

Rangkaian proses pengolahan air konsumsi umum dan sanitasi menjadi satu bagian dengan proses pengolahan air pendingin, air proses dan air umpan boiler, hanya saja untuk air konsumsi umum dan sanitasi tidak perlu melalui tahap demineralisasi. Dari tangki klorinasi kemudian dialirkan ke tangki penampung air rumah tangga dan kantor. Skema pengolahan air sungai dapat dilihat pada gambar 4.1. Tabel 4.5 Kebutuhan Air Sungai No 1 2 3 4

Keterangan Kebutuhan ( kg/jam ) Air proses 4.410,35 Air pendingin make up 34.666,09 Air make up umpan boiler 820,34 Air konsumsi umum & sanitasi 459,92 Total 40.356,69 Debit aliran sungai di Tuban tiap tahun semakin menurun, maka disarankan untuk ke depannya menggunakan alternatif lain yaitu air laut yang pengolahannya dengan reverse osmosis.  Air Pemadam Kebakaran  Pendingin Kristalizer Jenis pendingin yang digunakan pada kristalizer disini adalah Dowtherm A yang

dapat

dipakai

pada

kisaran

suhu

15

o

C

–

400

o

C

(www.engineeringtoolbox.com). Kebutuhan Dowtherm A pada pabrik asam




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun benzoat ini adalah 18.246,82 kg/jam pada suhu masuk kristalizer 40 oC.Setelah digunakan sebagai pendingin pada beberapa HE suhu Dowtherm A naik sehingga sebelum dikirim ke kristalizer lagi Dowtherm A ini didinginkan kembali dengan menggunakan air. Di bawah ini merupakan siklus penggunaan Dowtherm A:

Crystalizer

HE-05

HE-07

4.1.2. Unit Pengadaan Steam Steam yang diproduksi pada pabrik asam benzoat ini digunakan sebagai media pemanas reboiler dan heat axchanger. Untuk memenuhi kebutuhan steam digunakan 1 buah boiler. Steam yang dihasilkan dari boiler

ini

mempunyai suhu 300 oC dan tekanan 84,4 atm. Untuk mengantisipasi kemungkinan terjadinya kebocoran steam pada saat distribusi, jumlah steam dilebihkan sebanyak 10%. Jadi jumlah steam yang dibutuhkan adalah 2.405,40 kg/jam. Adapun spesifikasi boiler yang dibutuhkan: Kode

: BU-01

Jenis

: Boiler pipa air

Jumlah

: 1 buah

Heating surface

: 451,85 ft2

Rate of steam

: 7.535,47 lb/jam

Tekanan steam

: 1240,72 psi




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun Suhu steam

: 300 °C

Efisiensi

: 80%

Bahan bakar

: IDO

Kebutuhan bahan bakar

: 41,44 kg/jam

4.1.3. Unit Pengadaan Udara Tekan Kebutuhan udara tekan untuk perancangan pabrik asam benzoat ini diperkirakan sebesar 100 m3/jam, tekanan 7 atm dan suhu 30 °C. Alat untuk menyediakan udara tekan berupa kompresor yang dilengkapi dengan dryer yang berisi tumpukan silika untuk menyerap air. Spesifikasi kompressor yang dibutuhkan: Kode

: KU-01

Fungsi

: Memenuhi kebutuhan udara tekan

Jenis

: Single Stage Reciprocating Compressor

Jumlah

: 1 buah

Kapasitas

: 100 m3/jam

Tekanan suction

: 1 atm

Tekanan discharge

: 7 atm

Efisiensi

: 80%

Daya kompressor

: 15 Hp




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun 4.1.4. Unit Pengadaan Listrik Kebutuhan listrik di pabrik asam benzoat ini dipenuhi oleh PLN dan generator AC. Generator bertujuan sebagai pasokan listrik ketika terjadi gangguan dari PLN. Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari :

1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas 2. Listrik untuk perkantoran (penerangan dan AC) 3. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi Untuk menentukan besarnya tenaga listrik penerangan digunakan persamaan : L

a.F U .D

(4-8)

L

: Lumen per outlet

a

: Luas area, ft2

F

: foot candle yang diperlukan (tabel 13 Perry 6 th ed)

U

: Koefisien utilitas (tabel 16 Perry 6 th ed)

D

: Efisiensi lampu (tabel 16 Perry 6 th ed)

Penggunaan tenaga listrik AC sebesar 15.000 W untuk 50 AC dengan tenaga listrik 300 W untuk tiap AC. Penggunaan tenaga listrik untuk laboratorium dan instrumentasi dirancang sebesar 10 kW.




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun Tabel 4.6

Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas

Nama Alat

Jumlah P-01 2 P-02 2 P-03 2 P-04 2 P-05 2 P-06 2 P-07 2 PU-01 2 PU-02 2 PU-03 2 PU-04 2 PU-05 2 PU-06 2 PU-07 2 PU-08 2 PU-09 2 PU-10 2 PU-11 2 PU-12 2 PU-13 2 FLO-01 1 Cooling tower 2 KU-01 1 Blower 1 K-01 1 Tenaga pengadukan 1 Belt conveyor 1 1 Belt conveyor 2 1 Bucket elevator 1 Jumlah

Daya (HP) 7 2 5 1,5 0,5 0,5 0,17 10 7,5 0,08 0,08 5 0,17 0,17 0,08 0,13 0,13 0,13 2 0,75 15 25 15 3 89,25 2 0,17 0,17 0,50


Total Daya (HP) 14 4 10 3 1 1 0,33 20 15 0,17 0,17 10 0,33 0,33 0,17 0,25 0,25 0,25 4 1,5 15 50 15 3 89,25 2 0,17 0,17 0,50 261



Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun Tabel 4.7 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan Bangunan Pos keamanan 1 Pos keamanan 2 Parkir Kantin Kantor Klinik Ruang control Laboratorium Proses Mushola Utilitas Garasi Safety Perpustakaan Ruang generator Gudang Bengkel Pemadam Lapangan olahraga Jalan dan taman Area perluasan Koperasi Unit Pengolahan Limbah Jumlah

Luas, m2 50 50 400 100 600 120 120 100 2.700 80 1.500 200 120 150 250 750 180 100 389 8.151 1.710 150 750 18.720

Luas, ft2 538,18 538,18 4.305,46 1.076,36 6.458,19 1.291,64 1.291,64 1.076,36 29.061,85 861,09 16.145,47 2.152,73 1.291,64 1.614,55 2.690,91 8.072,74 1.937,46 1.076,36 4.187,06 87.734,50 18.405,84 1.614,55

F 20,00 20,00 10,00 20,00 35,00 20,00 40,00 40,00 30,00 20,00 10,00 10,00 41,00 35,00 10,00 5,00 40,00 20,00 5,00 5,00 5,00 35,00

U 0,42 0,42 0,49 0,51 0,60 0,51 0,56 0,56 0,59 0,55 0,59 0,51 1,51 0,60 0,51 0,51 0,51 0,51 0,57 0,55 0,57 0,60

D 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 1,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75

Lumen 34.170,31 34.170,31 117.155,36 56.280,52 502.303,60 67.536,62 123.013,13 102.510,94 1.970.295,01 41.749,91 364.869,45 56.280,52 20.040,55 125.575,90 70.350,64 105.525,97 202.609,86 56.280,52 48.971,45 1.063.448,49 215.272,97 125.675,90

8072,74

10,00

0,51

0,75

211.051,93

201.495,50

5.715.039,85

Jumlah lumen : 1. untuk penerangan dalam bangunan

= 4.319.163,03 lumen

2. untuk penerangan bagian luar ruangan

= 1.395.876,82 lumen




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun Tabel 4.8 Total Kebutuhan Listrik Pabrik No 1 2 3 4

Kebutuhan Listrik untuk keperluan proses dan utilitas Listrik untuk keperluan penerangan Listrik untuk AC Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi Total

Kw 214,16 136,60 15,00 10,00 375,76

Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai efisiensi 80%, sehingga generator yang disiapkan harus mempunyai output sebesar 469,70 kW. Dipilih menggunakan generator dengan daya 500 kW, sehingga masih tersedia cadangan daya sebesar 30,30 kW. Spesifikasi generator yang diperlukan : Jenis

: AC generator

Jumlah

: 1 buah

Kapasitas / Tegangan

: 500 kW ; 220/460 Volt

Efisiensi

: 80 %

Bahan bakar

: IDO

4.1.5. Unit Pengadaan Bahan Bakar Unit pengadaan bahan bakar mempunyai tugas untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar boiler dan generator. Jenis bahan bakar yang digunakan adalah IDO (Industrial Diesel Oil). Pemilihan IDO sebagai bahan bakar didasarkan pada alasan: 1. Kemudahan dalam pengadaan 2. Lebih ekonomis




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun 3. Kemudahan dalam penyimpanan Bahan bakar IDO yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut: Specific Gravity

: 0,88

Viscosity

: 35

Pour Point ( ºF )

: 65

Sulphur Content

: 1,5 %

Water Content

: 10 %

Sediment

: 0,02 %

Ash

: 0,02 %

Heating Value

: 19600 Btu/lb

Efisiensi bahan bakar

: 80 %

Kebutuhan bahan bakar dapat diperkirakan sebagai berikut: Bahan bakar =

. .

a. Kebutuhan bahan bakar untuk boiler Kapasitas boiler

= 4.101,68 kg/jam


= 47,09 L/jam

b. Kebutuhan bahan bakar untuk generator Kapasitas generator

= 500 kW


= 56,08 L/jam


(4-9)



Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun 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 analisa 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 boiler, dan lain-lain yang berkaitan langsung dengan proses produksi Laboratorium melaksanakan kerja 24 jam sehari dalam kelompok kerja shift dan non shift.




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun 1. Kelompok shift Kelompok ini melaksanakan tugas pemantauan dan analisa–analisa rutin terhadap proses produksi. Dalam melaksanakan tugasnya, kelompok ini menggunakan sistem bergilir, yaitu sistem kerja shift selama 24 jam dengan dibagi menjadi 3 shift dalam 4 regu kerja. Masing–masing shift bekerja selama 8 jam. 2. Kelompok non shift Kelompok ini mempunyai tugas melakukan analisa khusus yaitu analisa yang sifatnya tidak rutin dan menyediakan reagen kimia yang diperlukan di laboratorium. Dalam rangka membantu kelancaran pekerjaan kelompok shift, kelompok ini melaksanakan tugasnya di laboratorium utama dengan tugas antara lain: a. Menyediakan reagen kimia untuk analisa laboratorium b. Melakukan 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.




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun 4.2.1

Laboratorium Fisik Bagian ini bertugas mengadakan pemeriksaan atau pengamatan

terhadap sifat–sifat bahan baku, produk dan air yang meliputi air baku, dan air limbah. Pengamatan yang dilakukan meliputi specific gravity dan viskositas.

4.2.2

Laboratorium Analitik Bagian ini mengadakan pemeriksaan terhadap bahan baku dan produk

mengenai sifat–sifat kimianya. Analisa yang dilakukan, yaitu: -

Analisa komposisi bahan baku.

-

Analisa komposisi produk utama.

-

Analisa air:  Air baku  Air konsumsi umum  Air sanitasi  Air umpan boiler  Air limbah

4.2.3

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

Diversifikasi produk.

-

Perlindungan terhadap lingkungan.




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun Di samping mengadakan penelitian rutin, laboratorium ini juga mengadakan penelitian yang sifatnya non rutin, misalnya penelitian terhadap produk di unit tertentu yang tidak biasanya dilakukan penelitian guna mendapatkan alternatif lain terhadap penggunaan bahan baku. Alat analisa penting yang digunakan antara lain: 1. Hydrometer, untuk mengukur specific gravity. 2. Viscometer, untuk mengukur viskositas cairan. 3. Gas Liquid Chromathogarphy, alat yang digunakan untuk analisa konsentrasi material cair. 4. Spectrofotometer, digunakan untuk mengetahui konsentrasi suatu senyawa terlarut dalam air. 5. pH meter, digunakan untuk mengetahui tingkat keasaman/ kebasaan air. 6. Conductivity meter, untuk mengetahui konduktivitas suatu zat yang terlarut dalam air. 4.3.

Unit Pengolahan Limbah Limbah yang dihasilkan oleh pabrik antara lain limbah hasil proses, dan

buangan sanitasi. a. Limbah hasil proses Limbah dari dekanter yang berupa campuran air dan katalis ditampung dalam bak penampung kemudian diolah terlebih dahulu sehingga ketika




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun dibuang ke lingkungan tidak mencemari lingkungan. Limbah dari reaktor yang berupa gas O2 dan N2 dibuang ke udara bebas. b. Air buangan sanitasi Air buangan sanitasi yang berasal dari seluruh toilet di kawasan pabrik dikumpulkan dan diolah dalam unit stabilisasi dengan menggunakan lumpur aktif, aerasi, dan penambahan desinfektan Ca-hypochlorite.

4.4.

Keselamatan dan Kesehatan Kerja Pedoman keselamatan kerja dibuat untuk memberikan informasi yang

lengkap tentang tata tertib dalam bekerja yang baik dan benar, agar kesehatan dan keselamatan pekerja selama melakukan tugasnya terjamin sesuai dengan peraturan yang telah ditetapkan oleh pihak pabrik yang bekerja sama dengan departemen tenaga kerja. Bahan-bahan yang digunakan dalam pabrik cukup berbahaya, oleh karena itu diperlukan disiplin kerja yang baik. Kesalahan akan dapat mengakibatkan kecelakaan bagi manusia dan peralatan pabrik, untuk itu setiap karyawan pabrik diberikan alat pelindung diri. Alat pelindung diri bukan merupakan alat untuk melenyapkan bahaya ditempat kerja, tetapi hanya merupakan usahan untuk mencegah dan mengurangi kontak antara bahaya dan tenaga kerja sesuai dengan standar yang diizinkan. Keamanan kerja berkaitan erat dengan aktifitas suatu industri, sehingga perlu dipikirkan suatu sistem keamanan yang memadai, karena menyangkut keselamatan manusia, bahan baku, produk dan peralatan pabrik.



digilib.uns.ac.id


BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN

5.1.

Bentuk Perusahaan Bentuk perusahaan yang direncanakan pada pra-rancangan pabrik asam

benzoat ini adalah Perseroan Terbatas (PT). PT merupakan bentuk perusahaan yang mendapatkan modalnya dari penjualan saham, tiap sekutu turut mengambil bagian sebanyak satu saham atau lebih. Saham adalah surat berharga yang dikeluarkan dari perusahaan atau PT tersebut dan orang yang memiliki saham berarti telah menyetorkan modal ke perusahaan, yang berarti pula ikut memiliki perusahaan. Dalam PT, pemegang saham hanya bertanggung jawab menyetor penuh jumlah yang disebutkan dalam tiap saham. Pabrik asam benzoat yang akan didirikan, sebagai berikut: 

Bentuk perusahaan

: Perseroan Terbatas (PT)



Lapangan Usaha

: Industri Asam Benzoat



Lokasi Perusahaan

: Tuban, Jawa Timur

Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan atas beberapa faktor, antara lain: 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.

commit to user Bab V Manajemen Perusahaan

93




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. 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. 7. Lapangan usaha lebih luas, suatu PT dapat menarik modal yang sangat besar dari masyarakat. 8. Merupakan bidang usaha yang memiliki kekayaan tersendiri yang terpisah dari kekayaan pribadi. 9. Mudah bergerak di pasar modal. (Widjaja, 2003)

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. Struktur organisasi terdiri dari 3 macam yaitu : 1. Line System Sistem ini digunakan pada perusahaan kecil dimana pemilik perusahaan sebagai pemegang komando tertinggi dan memberi perintah secara langsung kepada bawahannya. 2. Line and Staff System Sistem ini digunakan pada sebagian besar perusahaan. Garis wewenang lebih sederhana, praktis dan tegas. Seorang karyawan hanya akan bertanggung jawab pada seorang atasan saja. 3. Functional System Sistem ini menempatkan setiap karyawan pada bidangnya masing – masing sesuai keahlian. Wewenang karyawan terbatas pada bidang keahliannya. Biasanya struktur ini digunakan pada perusahaan besar dan kompleks. Untuk mendapatkan sistem organisasi yang baik maka perlu diperhatikan azas-azas, antara lain: pendelegasian wewenang, perumusan tujuan perusahaan dengan jelas, pembagian tugas kerja yang jelas, kesatuan perintah dan tanggung jawab, sistem kontrol atas kerja yang telah dilaksanakan, dan organisasi perusahaan yang fleksibel (Widjaja, 2003). Dengan berpedoman terhadap azas-azas tersebut, maka dipilih organisasi kerja berdasarkan sistem line and staff. Pada sistem ini, garis wewenang lebih sederhana, praktis dan tegas. 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 untuk mencapai tujuan. 2. Sebagai staff, yaitu orang-orang yang melakukan tugas sesuai dengan keahliannya, dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran kepada unit operasional. Struktur organisasi pabrik Asam benzoat disajikan pada Gambar 5.1 berikut:









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. Kekuasaan tertinggi pada perusahaan yang mempunyai bentuk PT (Perseroan Terbatas) adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS). Pada RUPS tersebut, para pemegang saham berwenang: 1. Mengangkat dan memberhentikan Dewan Komisaris 2. Mengangkat dan memberhentikan Direktur 3. Mengesahkan hasil-hasil usaha serta neraca perhitungan untung rugi tahunan dari perusahaan. (Widjaja, 2003) 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: 1. Menilai dan menyetujui rencana direksi tentang kebijakan umum, target perusahaan, alokasi sumber - sumber dana dan pengarahan pemasaran. 2. Mengawasi tugas-tugas direksi. 3. Membantu direksi dalam tugas-tugas penting. (Widjaja, 2003)





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 komersil, direktur teknik & produksi, dan direktur SDM & umum. Tugas direktur utama antara lain: 1. Melaksanakan

kebijakan

perusahaan

dan

mempertanggung

jawabkan

pekerjaannya secara berkala pada pemegang saham. 2. Menjaga kestabilan organisasi perusahaan dan membuat kelangsungan hubungan yang baik antara pemilik saham, pimpinan, karyawan, dan konsumen. 3. Mengangkat dan memberhentikan kepala bagian dengan persetujuan rapat pemegang saham. 4. Mengkoordinir kerja sama antara bagian produksi, keuangan dan umum. Tugas dari direktur komersil antara lain: 1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang keuangan perusahaan dan pemasaran produk. 2. Mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepalakepala bagian yang menjadi bawahannya. Tugas direktur teknik dan produksi antara lain:





1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang teknik dan kelangsungan proses produksi. 2. Mengkoordinir, mengatur, serta mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepalakepala bagian yang menjadi bawahannya. Tugas direktur SDM dan umum antara lain: 1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang personalia, relasi perusahaan, dan pelayanan umum. 2. Mengkoordinir, mengatur, serta mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepalakepala 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 e5aluasi bidang teknik dan ekonomi perusahaan. 2. Memberi

masukan-masukan

dalam

perencanaan

perusahaan. 3. Memberi saran-saran dalam bidang hukum.


dan

pengembangan




5.3.5. Penelitian dan Pengembangan (Litbang) Litbang terdiri dari tenaga-tenaga ahli sebagai pembantu direksi dan bertanggung jawab kepada direksi dalam hal pengembangan dan rekayasa produk. Tugas dan wewenangnya meliputi: 1. Memperbaiki mutu produksi 2. Memperbaiki dan melakukan ino5asi terhadap proses produksi 3. Meningkatkan efisiensi perusahaan di berbagai bidang

5.3.6. 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 (Zamani, 1998). Kepala bagian terdiri dari: 1. Kepala Bagian Keuangan Kepala bagian keuangan bertanggung jawab kepada direktur komersil dalam bidang keuangan perusahaan, kabag keuangan membawahi dua kepala seksi (Kasi), yaitu kepala seksi akuntansi dan kepala seksi administrasi. Tugas kasi akuntansi adalah: a. Mencatat utang piutang perusahaan. b. Mengatur administrasi kantor dan pembukuan. c. Mengaudit masalah perpajakan.





Tugas kasi administrasi antara lain: a. Menghitung penggunaan uang perusahaan, mengamankan uang, dan membuat ramalan tentang keuangan masa depan. b. Mengadakan perhitungan tentang gaji dan insentif karyawan. 2. Kepala Bagian Pemasaran Kepala bagian pemasaran bertanggung jawab kepada direktur komersil dalam bidang pemasaran produk dan pembelian alat dan bahan yang diperlukan untuk proses produksi, kabag pemasaran membawahi dua kepala seksi (Kasi), yaitu kepala seksi penjualan dan kepala seksi pembelian. Tugas kasi penjualan, antara lain: a. Merencanakan strategi penjualan hasil produksi. b. Mengatur distribusi hasil produksi. Tugas kasi pembelian, antara lain: a. Melaksanakan pembelian barang dan peralatan

yang dibutuhkan

perusahaan dalam kaitannya dengan proses produksi. b. Mengetahui pasar dan mutu bahan baku serta mengatur keluar masuknya bahan dan alat dari gudang. 3. Kepala Bagian Produksi Kepala bagian produksi bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang mutu dan kelancaran produksi serta mengkoordinir kepala-kepala seksi yang menjadi bawahannya. Kepala bagian produksi membawahi kepala seksi proses, kepala seksi pengendalian, dan kepala seksi laboratorium.





Tugas kasi proses adalah mengawasi jalannya proses produksi dan bertanggung jawab terhadap kelancaran proses. Tugas kasi pengendalian adalah mengendalikan laju produksi pabrik sesuai dengan kebutuhan pasar dan bertanggungjawab terhadap kuantitas hasil produksi, serta jumlah pemakaian bahan baku dan bahan penunjang lainnya. Tugas seksi laboratorium, antara lain: a. Mengawasi dan menganalisa mutu bahan baku dan bahan pembantu. b. Mengawasi dan menganalisa mutu produksi. c. Mengawasi hal-hal yang berhubungan dengan buangan pabrik. d. Membuat laporan berkala kepada kepala bagian produksi. 4. Kepala Bagian Teknik Kepala bagian teknik bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang peralatan dan utilitas. Kabag teknik membawahi kepala seksi pemeliharaan, kepala seksi utilitas, dan kepala seksi K3 & Lingkungan. Tugas kasi pemeliharaan, antara lain: a. Melaksanakan pemeliharaan fasilitas gedung dan peralatan pabrik. b. Memperbaiki kerusakan peralatan pabrik. Tugas kasi utilitas, antara lain melaksanakan dan mengatur sarana utilitas untuk memenuhi kebutuhan proses, air, steam, udara tekan dan tenaga listrik. Tugas kasi K3 & Lingkungan antara lain: a. Mengatur, menyediakan, dan mengawasi hal-hal yang berhubungan dengan keselamatan kerja. b. Melindungi pabrik dari resiko kecelakaan kerja.





5. Kepala Bagian Sumber Daya Manusia Kepala bagian sumber daya manusia bertanggung jawab kepada direktur SDM & Umum dalam bidang personalia dan pendidikan. Kabag SDM membawahi kepala seksi personalia dan kepala seksi pendidikan & pelatihan. Tugas kasi personalia antara lain: a. Menciptakan suasana kerja yang baik antara pekerja, pekerjaan, dan lingkungannya supaya tidak terjadi pemborosan waktu dan biaya. b. Mengusahakan disiplin kerja yang tinggi dalam menciptakan kondisi kerja yang tenang dan dinamis. c. Melaksanakan hal-hal yang berhubungan dengan kesejahteraan karyawan. Tugas kasi pendidikan & pelatihan adalah mendidik dan melatih karyawan baru (on the job training) ataupun mahasiswa kerja praktek tentang perusahaan. 6. Kepala Bagian Umum Kepala bagian umum bertanggung jawab kepada direktur SDM & umum dalam bidang hubungan masyarakat, dan pelayanan umum. Kabag umum membawahi kepala seksi humas dan kepala seksi pelayanan umum. Kasi humas bertugas mengatur hubungan antara perusahaan dengan masyarakat di luar lingkungan perusahaan, serta menjalin relasi atau kerja sama dengan instansi lain. Kasi pelayanan umum bertugas menjaga keamanan dan kebersihan pabrik, serta memberikan pelayanan umum kepada pegawai.





5.4.

Pembagian Jam Kerja Karyawan Pabrik asam benzoat 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 shut down 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 – Kamis

: Pukul 08.00 – 16.00



Hari Jum’at

: Pukul 08.00 – 17.00

Jam istirahat:  Hari Senin – Kamis

: Pukul 12.00 – 13.00

 Hari Jum’at

: Pukul 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:  Shift Pagi

: Pukul 07.00 – 15.00

 Shift Sore

: Pukul 15.00 – 23.00

 Shift Malam

: Pukul 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, akan tetapi dihitung kerja lembur dan mendapat insentif tambahan. Jadwal pembagian kerja masing-masing kelompok ditampilkan dalam bentuk tabel sebagai berikut: Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift Hari Pagi Sore Malam Libur

1 A B C D

2 A B C D

3 D A B C

4 D A B C

5 C D A B

6 C D A B

7 B C D A

8 B C D A

Jadwal untuk tanggal selanjutnya berulang ke susunan awal. 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 diwajibkan mengisi presensi, presensi juga bisa 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 asam benzoat 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 Jumlah karyawan harus ditentukan dengan tepat, sehingga semua

pekerjaan dapat diselenggarakan dengan baik dan efektif. Berdasarkan Pergub





Jatim Nomor 81 tahun 2011 tentang Upah Minimum Kab/Kota di Jawa Timur tahun 2012, untuk Kab Tuban sebesar Rp. 970.000,00 (www.jatimpro5.go.id). Jumlah Karyawan harus ditentukan dengan tepat, sehingga semua pekerjaan dapat diselenggarakan dengan baik dan efisien. Penggolongan jabatan, jumlah karyawan dan gaji dilampirkan pada Tabel 5.2, sebagai berikut:

















5.7.

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

antara lain: 1. Tunjangan  Tunjangan yang berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan karyawan yang bersangkutan.  Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang karyawan.  Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja. 2. Pakaian Kerja Pakaian kerja diberikan kepada setiap karyawan setiap tahun sejumlah empat pasang. 3. Cuti  Cuti tahunan diberikan kepada setiap karyawan selama 12 hari kerja dalam satu tahun.  Cuti sakit diberikan kepada karyawan yang menderita sakit berdasarkan keterangan dokter.  Cuti hamil diberikan kepada karyawati yang hendak melahirkan, masa cuti berlaku selama 2 bulan sebelum melahirkan sampai 1 bulan sesudah melahirkan.





4. Pengobatan  Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit tidak disebabkan oleh kecelakaan kerja, diatur berdasarkan kebijaksanaan perusahaan.  Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang diakibatkan oleh kecelakaan kerja, ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan undangundang. 5. Asuransi Tenaga Kerja Asuransi tenaga kerja diberikan oleh perusahaan bila jumlah karyawan lebih dari 10 orang atau dengan gaji karyawan lebih besar dari Rp. 1.000.000,00 per bulan (Masud, 1989).

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.  Mencari daerah pemasaran baru. 2. 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 kemampuan mesin dan jam kerja mesin efektif, yakni kemampuan suatu alat untuk beroperasi pada kapasitas yang diinginkan pada periode tertentu.

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. 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.


109

Tabel 5.2 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji NO

Gol.

Jabatan

Jumlah

1

I.

Direktur Utama

1

2

II.

Direktur Produksi

3

II.

4

Pendidikan

Kualifikasi

Gaji /bulan

Magister Ekonomi / Teknik Kimia

S2 pengalaman 10 tahun

50.000.000

1

Magister Teknik Kimia


30.000.000

Direktur Keuangan dan Umum

1

Magister Ekonomi / Akuntansi


30.000.000

III.

Staf Ahli

3

Sarjana Teknik / Ekonomi


20.000.000

5

IV.

Litbang

2

Sarjana Teknik / MIPA


15.000.000

6

V.

Kepala Bagian Produksi

1

Sarjana Teknik Kimia


10.000.000

7

V.

Kepala Bagian Teknik

1

Sarjana Teknik Kimia / Mesin


10.000.000

8

V.

Kepala Bagian SDM

1

Sarjana Komunikasi / Psikologi


10.000.000

9

V.

Kepala Bagian Umum

1

Sarjana Manajemen / Teknik


10.000.000

10

V.

Kepala Bagian Keuangan

1

Sarjana Ekonomi / Akuntansi


10.000.000

11

V.

Kepala Bagian Pemasaran

1

Sarjana Ekonomi / Teknik


10.000.000

12

VI.

Kepala Seksi Proses

1

Sarjana Teknik Kimia


7.500.000

13

VI.

Kepala Seksi Pengendalian

1

Sarjana Teknik


7.500.000

14

VI.

Kepala Seksi Laboratorium

1

Sarjana Teknik / MIPA


7.500.000

15

VI.

Kepala Seksi K3 & Lingkungan

1

Sarjana Teknik Kimia / Lingkungan


7.500.000

110

Tabel 5.2 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji (Sambungan) NO

Gol.

Jabatan

Jumlah

16

VI.

Kepala Seksi Pemeliharaan

1

17

VI.

Kepala Seksi Utilitas

18

VI.

19

Pendidikan

Kualifikasi

Gaji /bulan

Sarjana Teknik Mesin


7.500.000

1

Sarjana Teknik Kimia / Mesin


7.500.000

Kepala Seksi Administrasi

1

Sarjana Ekonomi


7.500.000

VI.

Kepala Seksi Akuntansi

1

Sarjana Akuntansi


7.500.000

20

VI.

Kepala Seksi Pembelian

1

Sarjana Ekonomi


7.500.000

21

VI.

Kepala Seksi Penjualan

1

Sarjana Ekonomi


7.500.000

22

VI.

Kepala Seksi Personalia

1

Sarjana Komunikasi / Psikologi


7.500.000

23

VI.

Kepala Seksi Diklat

1

Sarjana Teknik


7.500.000

24

VI.

Kepala Seksi Humas

1

Sarjana Komunikasi


7.500.000

25

VI.

Kepala Seksi Pelayanan Umum

1

Sarjana Hukum / Psikologi


7.500.000

26

VII.

Sekretaris

3

Sarjana / Akademi Sekretaris

S1/D3

3.500.000

27

VIII.

Karyawan Proses

44

Sarjana / Ahli Madya

S1/D3

3.000.000

28

VIII.

Karyawan Pengendalian

8


S1/D3

4.000.000

29

VIII.

Karyawan Laboratorium

8


S1/D3

3.000.000

30

VIII.

Karyawan K3 & Lingkungan

5


S1/D3

4.000.000

111

Tabel 5.2 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji (Sambungan) NO

Gol.

Jabatan

Jumlah

31

VIII.

Karyawan Pemeliharaan

8

32

VIII.

Karyawan Utilitas

33

VIII.

34

Pendidikan

Kualifikasi

Gaji /bulan


S1/D3

4.000.000

16


S1/D3

3.000.000

Karyawan Administrasi

5


S1/D3

3.500.000

VIII.

Karyawan Akuntansi

5


S1/D3

3.500.000

35

VIII.

Karyawan Pembelian

5


S1/D3

3.500.000

36

VIII.

Karyawan Penjualan

5


S1/D3

3.500.000

37

VIII.

Karyawan Personalia

5


S1/D3

3.500.000

38

VIII.

Karyawan Diklat

5


S1/D3

3.500.000

39

VIII.

Karyawan Humas

5


S1/D3

3.500.000

40

VIII.

Karyawan Pelayanan umum

5


S1/D3

3.500.000

41

VIII.

Dokter

2

Sarjana

Dokter Umum

7.000.000

42

VIII.

Perawat

2

Akademi Keperawatan

D3

3.000.000

43

VIII.

Sopir dan Pesuruh

8

SLTA / Sederajat

SLTA / Sederajat

2.000.000

44

VIII.

Petugas Kebersihan dan Keamanan

14

SLTA / Sederajat

SLTA / Sederajat

2.000.000

Total

186


digilib.uns.ac.id

Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/ Tahun BAB VI ANALISA EKONOMI

Pada perancangan pabrik asam benzoat 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 analisa ekonomi. Analisa 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.

Dasar Perhitungan Kapasitas produksi

: 35.000 ton/tahun

Satu tahun operasi

: 330 hari

Pabrik didirikan

: 2017

Harga bahan baku toluen

: Rp. 10.749,00 / kg

Harga bahan pembantu  Katalis kobalt asetat

: US $ 4,85 / kg

 Dowtherm A

: US $ 4,44 / kg

commit to user Bab VI Analisa Ekonomi 117



Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun Harga produk

6.2.

 Asam benzoat

: US $ 1,35 / kg

 Benzaldehid

: US $ 2,2 / kg

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 tahun-tahun sebelumnya. Penentuan harga peralatan dilakukan dengan menggunakan data indeks harga. Tabel 6.1 Indeks Harga Alat (Sumber : Peters & Timmerhaus,ed.5, 2003) Cost Indeks tahun 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

Chemical Engineering Plant Index 361,30 358,20 359,20 368,10 381,10 381,70 386,50 389,50 390,60 394,10 394,30 390,40

commit to user Bab VI Analisa Ekonomi




450

Indeks Harga Alat

400 350 y = 3,61x - 6823,17 R² = 0,862

300 250 200 150 100 50 0 1990

1992

1994

1996 1998 Tahun

2000

2002

2004

Gambar 6-1 Chemical Engineering Cost Index Dengan asumsi kenaikan indeks linear, maka dapat diturunkan persamaan least square sehingga didapatkan persamaan berikut: Y = 3,607X – 6823

(6-1)

Tahun 2016 adalah tahun ke 16, sehingga indeks tahun 2016 adalah 448,71. Harga alat dan yang lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi (2016) dan dilihat dari grafik pada referensi. Untuk mengestimasi harga alat tersebut pada masa sekarang digunakan persamaan (Peters & Timmerhaus, 2003) : Ex

= Ey .

Nx Ny

Ex

= Harga pembelian pada tahun 2016

Ey

= Harga pembelian pada tahun referensi

Nx

= Indeks harga pada tahun 2016

Ny

= Indeks harga pada tahun referensi


(6-2)




Penentuan Total Capital Investment (TCI) Asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam analisa ekonomi : 1.

Pembangunan fisik pabrik akan dilaksanakan pada tahun 2017 dan pabrik dapat beroperasi secara komersial pada awal tahun 2019.

2.

Proses yang dijalankan adalah proses kontinyu.

3.

Kapasitas produksi adalah 35.000 ton/tahun.

4.

Jumlah hari kerja adalah 330 hari per tahun.

5.

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

6.

Modal kerja yang diperhitungkan selama 1 bulan.

7.

Umur alat-alat pabrik diperkirakan 10 tahun (kecuali alat-alat tertentu (umur pompa dan tangki adalah 5 tahun).

8.

Nilai rongsokan (Salvage Value) adalah nol.

9.

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

10. Upah buruh asing U$ 8,5 per man hour. 11. Upah buruh lokal Rp.20.000,00 per man hour. 12. Satu man hour asing sama dengan dua man hour Indonesia. 13. Kurs rupiah yang dipakai Rp. 9.512,00. (Sumber: www.bi.go.id) 14. Semua produk asam benzoat habis terjual.




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun 6.3.1. Modal Tetap (Fixed Capital Investment) Tabel 6.2 Modal Tetap No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Keterangan Harga pembelian peralatan Instalasi alat – alat Pemipaan Instrumentasi Isolasi Listrik Bangunan Tanah dan perbaikan lahan Utilitas Physical Plant Cost 10. Engineering & Construction Direct Plant Cost 11. Contractor’s fee 12. Contingency Fixed Capital Invesment (FCI)

US $ 970.554 268.259 275.841 263.214 53.125 72.536 291.166 3.639.528 1.126.261 6.960.485 1.392.097 8.352.582 334.103 2.088.145 10.774.830

Rp. 9.231.911.058 2.551.684.139 2.623.798.368 2.503.691.264 505.323.014 689.961.235 2.769.573.317 34.619.191.106 10.712.996.604 66.208.130.105 13.241.626.021 79.449.756.126 3.177.990.245 19.862.439.032 102.490.185.403

6.3.2. Modal Kerja (Working Capital Investment) Tabel 6.3 Modal Kerja No. Jenis US $ 1. Persediaan bahan baku 3.098.378 2. Persediaan bahan dalam proses 1.727.754 3. Persediaan Produk 3.455.507 4. Extended Credit 4.101.015 5. Available Cash 3.455.507 Working Capital Investment (WCI) 15.838.161

Total Capital Investment (TCI) = FCI + WCI = Rp. 253.142.768.869


Rp. 29.471.773.147 16.434.391.719 32.868.783.438 39.008.851.724 32.868.783.438 150.652.583.467




Penentuan Manufacturing Cost (TMC)

6.4.1.Direct Manufacturing Cost (DMC) Tabel 6.4

Direct Manufacturing Cost

No. Jenis 1. Harga Bahan Baku 2. Gaji Pegawai 3. Super6si 4. Maintenance 5. Plant Supplies 6. Royalty & Patent 7. Utilitas Direct Manufacturing Cost (DMC)

US $ 35.416.397 377.208 208.158 646.490 96.973 570.751 329.110 37.645.087

Rp. 336.880.764.438 3.588.000.000 1.980.000.000 6.149.411.124 922.411.669 5.428.987.576 3.130.496.874 358.080.071.681

6.4.2. Indirect Manufacturing Cost (IMC) Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost Jenis No. 1. Payroll Overhead 2. Laboratory 3. Plant Overhead 4. Packaging Indirect Manufacturing Cost (IMC)

US $ 56.581 37.721 188.604 2.460.609 2.743.515

Rp. 538.200.000 358.800.000 1.794.000.000 23.405.311.035 26.096.311.035

6.4.3. Fixed Manufacturing Cost (FMC) Tabel 6.6

Fixed Manufacturing Cost

No. Jenis 1. Depresiasi 2. Property Tax 3. Asuransi Fixed Manufacturing Cost (FMC)

US $ 861.986 107.748 107.748 1.077.483


Rp. 8.199.214.832 1.024.901.854 1.024.901.854 10.249.018.540



Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun Total Manufacturing Cost (TMC) = DMC + IMC + FMC = Rp. (358.080.071.681 + 26.096.311.035 + 10.249.018.540) = Rp. 394.425.401.256

6.5.

General Expense (GE) Tabel 6.7 No. Jenis 1. Administrasi 2. Sales 3. Research 4. Finance General Expense (GE)

General Expense US $ 527.965 1.141.503 1.141.503 1.457.233 4.268.203

Rp. 5.022.000.000 10.857.975.153 10.857.975.153 13.861.198.395 40.599.148.700

Biaya Produksi Total (TPC) = TMC + GE = Rp. 394.425.401.256 + Rp. 40.599.148.700 = Rp. 435.024.549.956 6.6.

Keuntungan Produksi

 Penjualan selama 1 tahun : Asam benzoat dan benzaldehid = US $ 57.075.143 = Rp. 542.898.757.628  Biaya produksi per tahun

= Rp. 435.024.549.956

 Keuntungan sebelum pajak

= Rp. 107.874.207.672

Pajak = 25 % dari keuntungan = Rp. 26.968.551.918 (www.pajak.go.id)  Keuntungan setelah pajak

= Rp. 80.905.655.754





Analiasa Kelayakan

1. % Profit on Sales (POS) POS adalah persen keuntungan penjualan produk terhadap harga jual produk itu sendiri. Besarnya POS pabrik asam benzoat ini adalah : POS sebelum pajak

= 19,87 %

POS setelah pajak

= 14,90 %

2. % Return on Investment (ROI) ROI adalah tingkat pengembalian modal dari pabrik ini, dimana untuk pabrik yang tergolong high risk, mempunyai batasan ROI minimum sebelum pajak sebesar 44 % (Aries, 1954). ROI sebelum pajak

= 105,25 %

ROI setelah pajak

= 78,94 %

3. Pay Out Time POT POT adalah jumlah tahun yang diperlukan untuk mengembalikan Fixed Capital Investment berdasarkan profit yang diperoleh. Besarnya POT untuk pabrik yang beresiko tinggi sebelum pajak adalah maksimal 2 tahun (Aries, 1954). POT sebelum pajak

= 0,88 tahun

POT setelah pajak

= 1,15 tahun

4. Break Event Point (BEP) BEP adalah titik impas, suatu keadaan dimana besarnya kapasitas produksi dapat menutupi biaya keseluruhan. Besarnya BEP untuk pabrik asam benzoat ini adalah 49,96 %




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun 5. Shut Down Point (SDP) SDP adalah suatu titik dimana pabrik mengalami kerugian sebesar Fixed Cost yang menyebabkan pabrik harus ditutup. Besarnya SDP untuk pabrik asam benzoat ini adalah 27,91 % 6. Discounted Cash Flow (DCF) DCF adalah perbandingan besarnya persentase keuntungan yang diperoleh terhadap capital investment dibandingkan dengan tingkat bunga yang berlaku di bank. Tingkat bunga kredit di Bank Mandiri adalah 13,5 % (www.bankmandiri.co.id, 2012). Besarnya DCF yang diperoleh untuk pabrik asam benzoat ini adalah 40,10 %.

Dari perhitungan diperoleh : a. Fixed cost (Fa) -

Depreciation

= Rp. 8.199.214.832

-

Pajak

= Rp. 1.024.901.854

-

Asuransi

= Rp. 1.024.901.854

Total Fixed cost (Fa)

= Rp. 10.249.018.540

b. Variable cost (Va) -

Bahan baku

-

Packaging and transport = Rp 23.405.311.035

-

Utilities

= Rp. 3.130.496.874

-

Royalties and patent

= Rp. 5.428.987.576

Total Variable cost (Va)

= Rp. 336.880.764.438

= Rp. 368.845.559.923




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun c. Regulated cost (Ra) -

Labor

= Rp. 3.588.000.000

-

Payroll overhead

= Rp. 538.200.000

-

Supervisi

= Rp. 1.980.000.000

-

Laboratorium

= Rp. 358.800.000

-

General expense

= Rp. 40.599.148.700

-

Maintenance

= Rp. 6.149.411.124

-

Plant supplies

= Rp. 922.411.669

-

Plant overhead

= Rp. 1.794.000.000

Total Regulated cost (Ra)

= Rp. 55.929.971.493

d. Sales (Sa)

= Rp. 542.898.757.628 Tabel 6.8

No.

Keterangan

1.

Return On Investment (% ROI)

2.

Analisis kelayakan Perhitungan

Batasan

ROI sebelum pajak

105,25 %

min 44 %

ROI setelah pajak

78,94 %

(resiko tinggi)

POT sebelum pajak

0,88 tahun

maks. 2 tahun

POT setelah pajak

1,15 tahun

(resiko tinggi)

Pay Out Time (POT)

3.

Break Even Point (BEP)

49,96 %

4.

Shut Down Point (SDP)

27,91 %

5.

Discounted Cash Flow (DCF)

40,10 %

40 – 60 %

min. 13,5 % (Bunga kredit Bank Mandiri)




Prarancangan Pabrik Asam Benzoat dari Toluen dan Udara dengan Proses Oksidasi Kapasitas 35.000 Ton/Tahun Adapun kurva analisa kelayakan tersebut dapat dilihat pada Gambar 6-2. Dari analisis ekonomi yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa pendirian pabrik asam benzoat dengan kapasitas 35.000 ton/tahun layak dipertimbangkan untuk direalisasikan pembangunannya.





Gambar 6-2

Kurva Analisis Kelayakan


TAHUN

Recommend Documents