prarancangan pabrik metilen klorida dari metil klorida dan klorin
advertisement
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id PRARANCANGAN PABRIK METILEN KLORIDA DARI METIL KLORIDA DAN KLORIN KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN OLEH: NURYAH DEWI AJENG WIDIHAPSARI I.0506006 I.0506009 JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2011 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id KATA PENGANTAR Segala puji syukur kepada Allah SWT, hanya karena rahmat dan ridho-Nya, Penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Metilen Klorida dari Metil Klorida dan Klorin Kapasitas 30.000 Ton / Tahun” ini. Dalam penyusunan tugas akhir ini Penulis memperoleh banyak bantuan baik berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena itu, Penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi dan semangat yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah. 2. Enny Kriswiyanti A., S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I dan Bregas S.T. Sembodo, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II atas bimbingan dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir. 3. Wirawan Ciptonugroho, S.T., M.T. selaku Dosen Penguji I dan Ir. Endang Mastuti selaku Dosen Penguji II atas saran dan kritik yang membangun dalam penulisan tugas akhir ini. 4. Ir. Arif Jumari, M.Sc. selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FT UNS. 5. Dwi Ardiana S., S.T., M.T. selaku Pembimbing Akademik. 6. Segenap Civitas Akademika atas semua bantuannya. 7. Teman-teman mahasiswa teknik kimia FT UNS khususnya tekimers ’06. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini belum sempurna. Oleh karena itu, Penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi Penulis dan pembaca sekalian. Surakarta, April 2011 Penulis commit to user iii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR ISI Halaman Judul ................................................................................................... i Lembar Pengesahan ........................................................................................... ii Kata Pengantar ................................................................................................... iii Daftar Isi .......................................................................................................... iv Daftar Tabel ...................................................................................................... xi Daftar Gambar ................................................................................................. xiii Intisari .............................................................................................................. xiv BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1 1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik.............................................. 1 1.2 Penentuan Kapasitas Perancangan .......................................... 2 1.2.1 Kebutuhan Metilen Klorida di Indonesia .................... 3 1.2.2 Kebutuhan Bahan ....................................................... 4 1.2.3 Kapasitas Rancangan Pabrik ...................................... 4 1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik .......................................................... 5 1.4 Tinjauan Pustaka ..................................................................... 7 1.4.1 Macam-Macam Proses ................................................. 7 1.4.2 Kegunaan Produk ......................................................... 10 1.4.3 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk ............ 11 1.4.4 Tinjauan Proses Secara Umum .................................... 17 commit to user iv perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB II DESKRIPSI PROSES........................................................................ 2.1 2.2 2.3 18 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ........................................ 18 2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku ............................................... 18 2.1.2 Spesifikasi Produk ........................................................ 19 Konsep Proses ......................................................................... 21 2.2.1 Dasar Reaksi ................................................................ 21 2.2.2 Mekanisme Reaksi ....................................................... 21 2.2.3 Kondisi Operasi ........................................................... 23 2.2.4 Tinjauan Termodinamika.............................................. 23 2.2.5 Tinjauan Kinetika ........................................................ 25 Diagram Alir Proses ................................................................ 26 2.3.1 Diagram Alir Kualitatif................................................. 27 2.3.2 Diagram Alir Kuantitatif............................................... 28 2.3.3 Diagram Alir Lengkap .................................................. 29 2.4 2.5 2.3.4 Langkah Proses............................................................. 30 Neraca Massa dan Neraca Panas ............................................. 34 2.4.1 Neraca Massa ............................................................... 34 2.4.2 Neraca Panas ................................................................ 39 Tata Letak Pabrik dan Peralatan............................................... 44 2.5.1 Tata Letak Pabrik.......................................................... 44 2.5.2 Tata Letak Peralatan ..................................................... 47 commit to user v perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES ........................................... 50 3.1 Tangki Penyimpan Bahan Baku ................................................ 50 3.2 Tangki Penyimpan Produk ........................................................ 51 3.3 Reaktor ...................................................................................... 53 3.4 Absorber ...................................................................................... 54 3.5 Menara Distilasi ......................................................................... 55 3.6 Separator ................................................................................... 56 3.7 Kondensor-01 ............................................................................. 57 3.8 Kondensor-02 ............................................................................. 58 3.9 Kondensor-03 ............................................................................. 59 3.10 Reboiler-01 ................................................................................ 60 3.11 Reboiler-02 ................................................................................ 61 3.12 Reboiler-03 ................................................................................ 62 3.13 Accumulator .............................................................................. 63 3.14 Penukar Panas-01 ...................................................................... 64 3.15 Penukar Panas-02 ...................................................................... 64 3.16 Penukar Panas-03 ...................................................................... 65 3.17 Penukar Panas-04 ...................................................................... 65 3.18 Penukar Panas-05 ...................................................................... 66 3.19 Penukar Panas-06 ...................................................................... 66 3.20 Penukar Panas-07 ...................................................................... 67 3.21 Penukar Panas-08 ...................................................................... commit to user 67 vi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 3.22 Penukar Panas-09 ...................................................................... 68 3.23 Penukar Panas-10 ...................................................................... 68 3.24 Penukar Panas-11 ...................................................................... 69 3.25 Pompa-01................................................................................... 70 3.26 Pompa-02................................................................................... 70 3.27 Pompa-03................................................................................... 70 3.28 Pompa-04................................................................................... 71 3.29 Pompa-05................................................................................... 71 3.30 Pompa-06................................................................................... 71 3.31 Pompa-07................................................................................... 72 3.32 Pompa-08................................................................................... 72 3.33 Pompa-09................................................................................... 72 3.34 Pompa-10................................................................................... 73 3.35 Pompa-11................................................................................... 73 3.36 Pompa-12................................................................................... 73 3.37 Pompa-13................................................................................... 74 BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM............. 75 4.1 Unit Pendukung Proses ............................................................ 75 4.1.1 Unit Pengadaan Air ...................................................... 76 4.1.2 Unit Pengadaan Pendingin Reaktor ............................. 85 4.1.3 Unit Pengadaan Steam .................................................. 85 4.1.4 Unit Pengadaan Udara Tekan ....................................... commit to user 88 vii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 4.1.5 Unit Pengadaan Listrik ................................................ 89 4.1.4.1 Listrik Untuk Keperluan Proses dan Utilitas . 89 4.1.4.2 Listrik Untuk Penerangan............................... 90 4.1.4.3 Listrik Untuk AC........................................... 92 4.1.4.4 Listrik Untuk Laboratorium dan Instrumentasi 92 4.2 4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar ...................................... 93 Laboratorium ........................................................................... 94 4.2.1 Laboratorium Fisik .................................................... 96 4.2.2 Laboratorium Analitik ............................................... 97 4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan ............ 97 4.2.4 Prosedur Analisa Bahan Baku .................................... 97 4.2.5 Prosedur Analisa Produk ............................................ 99 4.2.6 Analisa Air.................................................................. 99 4.3 Unit Pengolahan Limbah ......................................................... 100 BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN........................................................ 102 5.1 Bentuk Perusahaan .................................................................. 102 5.2 Struktur Organisasi .................................................................. 103 5.3 Tugas dan Wewenang .............................................................. 108 5.3.1 Pemegang Saham ........................................................ 108 5.3.2 Dewan Komisaris ......................................................... 108 5.3.3 Dewan Direksi ............................................................. 109 5.3.4 Staf Ahli ....................................................................... 110 commit to user viii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 5.3.5 Kepala Bagian .............................................................. 110 5.3.6 Kepala Seksi ................................................................ 114 5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ............................................. 115 5.4.1 Karyawan Non Shift ..................................................... 115 5.4.2 Karyawan Shift ............................................................. 115 5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah .......................................... 117 5.4.1 Karyawan Tetap ........................................................... 118 5.4.2 Karyawan Harian ......................................................... 118 5.4.3 Karyawan Borongan..................................................... 118 5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ................ 118 5.6.1 Penggolongan Jabatan ................................................. 118 5.6.2 Jumlah Karyawan dan Gaji .......................................... 119 5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan .............................................. 120 BAB VI ANALISIS EKONOMI ..................................................................... 122 6.1 Penaksiran Harga Peralatan ..................................................... 123 6.2 Penentuan Total Capital Investment (TCI) ............................. 125 6.2.1 Modal Tetap (Fixed Capital Investment) ..................... 127 6.2.2 Modal Kerja (Working Capital Investment) ................ 128 6.3 Biaya Produksi Total (Total Production Cost) ......................... 129 6.3.1 Manufacturing Cost .................................................... 129 6.3.2 General Expense .......................................................... 130 6.4 Keuntungan Produksi .............................................................. 131 commit to user ix perpustakaan.uns.ac.id 6.5 digilib.uns.ac.id Analisis Kelayakan................................................................... 131 BAB VII KESIMPULAN ................................................................................ 135 Daftar Pustaka ................................................................................................. Lampiran commit to user x xv perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Data Impor Metilen Klorida Dalam Negeri ........................ 3 Tabel 1.2 Industri Metilen Klorida di Berbagai Negara ...................... 4 Tabel 2.1 Neraca Massa Total ............................................................ 34 Tabel 2.2 Neraca Massa di Percabangan 1 ......................................... 34 Tabel 2.3 Neraca Massa di Percabangan 2 ......................................... 35 Tabel 2.4 Neraca Massa di Percabangan 3 ......................................... 35 Tabel 2.5 Neraca Massa Reaktor ......................................................... 36 Tabel 2.6 Neraca Massa Absorber ....................................................... 36 Tabel 2.7 Neraca Massa Menara Distilasi 1 ......................................... 37 Tabel 2.8 Neraca Massa Menara Distilasi 2 ......................................... 37 Tabel 2.9 Neraca Massa Menara Distilasi 3 ......................................... 38 Tabel 2.10 Neraca Massa Separator 1 .................................................. 38 Tabel 2.11 Neraca Massa Separator 2 .................................................. 38 Tabel 2.12 Neraca Panas Total .............................................................. 39 Tabel 2.13 Neraca Panas di Percabangan 1 ........................................... 39 Tabel 2.14 Neraca Panas di Percabangan 2 ........................................... 40 Tabel 2.15 Neraca Panas di Percabangan 3 ........................................... 40 Tabel 2.16 Neraca Panas Reaktor ......................................................... 40 Tabel 2.17 Neraca Panas Absorber ....................................................... 41 Tabel 2.18 Neraca Panas Menara Distilasi 1 ......................................... 41 Tabel 2.19 Neraca Panas Menara Distilasi 2 ......................................... 42 Tabel 2.20 Neraca Panas Menara Distilasi 3 ......................................... 42 Tabel 2.21 Neraca Panas Separator 1 .................................................... 42 Tabel 2.22 Neraca Panas Separator 2 ..................................................... 43 Tabel 3.1 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Bahan Baku .................... 50 Tabel 3.2 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Produk ........................... 51 commit to user xi perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id Tabel 3.3 Spesifikasi Reaktor ............................................................ 53 Tabel 3.4 Spesifikasi Absorber ......................................................... 54 Tabel 3.5 Spesifikasi Menara Distilasi Tabel 3.6 Spesifikasi Separator Tabel 3.7 Spesifikasi Kondensor Tabel 3.8 Spesifikasi Reboiler Tabel 3.9 Spesifikasi Akumulator Tabel 3.10 Spesifikasi Penukar Panas Tabel 3.11 Spesifikasi Pompa Tabel 4.1 Kebutuhan air pendingin ..................................................... 77 Tabel 4.2 Kebutuhan air proses ............................................................ 78 Tabel 4.3 Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi 79 Tabel 4.4 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas Tabel 4.5 Jumlah Lumen berdasarkan luas bangunan Tabel 4.6 Total kebutuhan listrik pabrik Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift Tabel 5.2 Perincian jumlah Karyawan dan Gaji dalam Rupiah .......... 119 Tabel 6.1 Indeks Harga Alat ................................................................ 124 Tabel 6.2 Modal Tetap ........................................................................ 127 Tabel 6.3 Modal Kerja ........................................................................ 128 Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost Tabel 6.7 General Expense Tabel 6.8 Analisis Kelayakan .............................................. 55 ......................................................... 56 ....................................................... 57 ............................................................ 60 ....................................................... 63 .................................................. 64 .............................................................. 70 ...................... ........ 89 ........................ 91 .............................................. 93 .................................... 116 .................................................. 129 ................................................ 129 .................................................. 130 ................................................................ 130 .............................................................. 133 commit to user xii perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Prediksi Kebutuhan Metilen Klorida di Indonesia .................... 3 Gambar 1.2 Gambar Pemilihan Lokasi Pabrik ........................................... 7 Gambar 2.1 Gambar 15 Mc. Ketta untuk Pengolahan Kinetika Reaksi Gambar 2.2 Grafik ln k vs 1/T Gambar 2.3 Gambar Diagram Alir Kualitatif .............................................. 28 Gambar 2.4 Gambar Diagram Alir Kuantitatif .............................................. 29 Gambar 2.5 Gambar Diagram Alir ................................................................... 30 Gambar 2.6 Tata letak pabrik metilen klorida Gambar 2.7 Tata letak peralatan proses .......... 26 .......................................................................... 27 .............................................. 47 ............................................................ 49 Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air Laut .......................................................... 82 Gambar 4.2 Skema Pengolahan Air Konsumsi dan Sanitasi ...................... 82 Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Metilen Klorida ............................. 107 Gambar 6.1 Harga Indeks Peralatan Pabrik Kimia Gambar 6.2 Grafik Analisis Kelayakan ............................................................ 134 commit to user xiii ....................................... 124 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id INTISARI Nuryah Dewi dan Ajeng Widihapsari, 2011, Prarancangan Pabrik Metilen Klorida dari Metil Klorida dan Klorin Kapasitas 30.000 Ton/Tahun, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta Metilen klorida banyak digunakan sebagai bahan aktif dalam pelarut atau penghilang cat, komponen dalam aerosol, juga digunakan sebagai komponen utama dalam pembentukan film untuk kontak dengan logam. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri dan kebutuhan dunia, maka dirancang pabrik metilen klorida dengan kapasitas 30.000 ton/tahun dengan bahan baku metil klorida 28.721,426 ton/tahun dan klorin 57.848,949 ton/tahun. Dengan memperhatikan beberapa faktor, seperti aspek penyediaan bahan baku, transportasi, tenaga kerja, pemasaran, serta utilitas, maka lokasi pabrik yang cukup strategis adalah di Kawasan Industri Cilegon, Jawa Barat. Reaksi pembuatan metilen klorida dilakukan dengan mereaksikan metil klorida dengan klorin dalam Reaktor Alir Pipa (RAP) Multitube pada suhu 2754500C dan tekanan 3 atm. Panas yang timbul dari reaksi diambil dengan Dowtherm A yang dialirkan di shell reaktor. Produk gas keluar reaktor masuk ke absorber untuk mengurangi kandungan hidrogen klorida. Produk absorber berupa hidrogen klorida 35% berat dijual sebagai produk samping sedangkan gas hasil atas masuk Menara Distilasi 1. Gas hasil atas banyak mengandung metil klorida diumpankan kembali ke reaktor dan hasil bawah diumpankan ke Menara Distilasi 2. Hasil atas berupa produk utama metilen klorida 99,9% berat dan hasil bawah diumpankan ke Menara Distilasi 3. Produk Menara Distilasi 3 berupa kloroform 99,9% berat sebagai hasil atas dan karbon tetraklorida 99,9% berat sebagai hasil bawah dijual sebagai produk samping. Peralatan proses yang ada antara lain vaporizer, flash drum, separator, reaktor, absorber, menara distilasi, dan pompa. Unit pendukung proses didirikan untuk menunjang proses produksi yang terdiri dari unit penyediaan air pendingin, pendingin reaktor, penyediaan listrik, penyediaan bahan bakar, serta unit pengolahan limbah. Laboratorium berfungsi menjaga mutu bahan baku dan kualitas produk sesuai spesifikasi. Dalam pabrik metilen klorida ini terdapat tiga buah laboratorium, yaitu laboratorium fisik, laboratorium analitik dan laboratorium penelitian dan pengembangan. Bentuk perusahaan adalah PT (Perseroan Terbatas) dengan struktur organisasi lini dan staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non shift . Hasil analisa ekonomi terhadap prarancangan pabrik metilen klorida diperoleh bahwa total investasi (TCI) sebesar US$ 29.156.445 dan total biaya produksi US$ 55.754.324. Dari analisa kelayakan diperoleh Return of Investment (ROI) sebelum pajak 72,74% dan setelah pajak 54,55%. Pay Out Time ( POT) sebelum pajak 1 tahun dan setelah pajak 1,5 tahun, Break Event Point (BEP) 46,46%, Shut Down Point (SDP) 31,3% dan Discounted Cash Flow (DCF) sebesar 30,31%. Dari analisis ekonomi yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa pendirian pabrik metilen klorida dengan kapasitas 30.000 to user ton/tahun layak dipertimbangkan commit untuk direalisasikan pembangunannya. xiv perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik Metilen klorida merupakan salah satu senyawa klorometana selain kloroform (CHCl3) dan karbon tetraklorida (CCl4). Senyawa klorometana dapat diproduksi dengan klorinasi fase gas metil klorida ( CH3Cl ) dan klorin (Cl2) pada suhu tinggi (Harvey & Pitsch, 2000). Indonesia adalah salah satu negara penghasil klorin. Adanya salah satu bahan baku utama produksi metilen klorida yaitu klorin akan menurunkan biaya transportasi sehingga biaya produksi senyawa klorometana seperti lebih ekonomis. Senyawa klorometana digunakan luas di industri. Penggunaan utama senyawa tersebut adalah untuk pelarut industri, membuat refrigerant dan produksi silikon. Metilen klorida atau diklorometana yang dihasilkan beberapa pabrik di dunia dimanfaatkan untuk : pelarut dan pembersih cat 30%, pembentukan film pada kontak logam 20%, pembersihan logam 10%, dan lainnya untuk aerosol, farmasi, proses kimia dan busa poliuretan. (www.theinnovation-group.com) Pabrik metilen klorida dengan proses klorinasi juga layak dirancang karena termasuk minim dalam pencemaran lingkungan. Hal ini disebabkan dalam produksinya tidak ada bahan samping atau limbah yang secara langsung dihasilkan dan dibuang. Selain metilen klorida akan dihasilkan juga bahan commit to user 1 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 2 kimia lainnya seperti kloroform, karbon tetraklorida dan asam klorida yang semuanya dapat dijual. Oleh karenanya dengan mencegah kebocoran selama proses dan menjaga suhu klorinasi yang aman, maka efek buruk terhadap lingkungan dan makhluk hidup sekitar dapat dicegah. Indonesia sebagai negara berkembang, terlebih lagi memasuki era perdagangan bebas, dituntut untuk mampu bersaing dengan negara-negara lain dalam bidang industri dan sektor industri kimia memegang peranan penting untuk memajukan perindustrian di Indonesia. Perkembangan industri sangat berpengaruh pada pertumbuhan ekonomi Indonesia dalam menghadapi pasar bebas. Inovasi proses produksi maupun pembangunan pabrik baru yang menghasilkan produk bernilai ekonomis lebih tinggi semisal metilen klorida sangat diperlukan untuk menambah devisa negara. Di samping itu pendirian pabrik metilen klorida dapat mendorong pertumbuhan dan perkembangan industri-industri kimia lain dan akan menyerap sebagian tenaga kerja dalam negeri. 1.2 Penentuan Kapasitas Produksi Kapasitas produksi dapat diartikan sebagai jumlah maksimal produk yang dapat dihasilkan dalam satuan waktu tertentu. Pabrik yang didirikan harus mempunyai kapasitas produksi yang optimal yaitu jumlah dan jenis produk yang dihasilkan harus dapat menghasilkan laba maksimal dengan biaya yang minimal. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 3 Kapasitas produksi dirancang dengan pertimbangan-pertimbangan: 1. Kebutuhan metilen klorida di Indonesia Untuk memenuhi kebutuhan metilen klorida di dalam negeri, Indonesia masih mengimpor dari negara lain. Tabel 1.1 Data impor metilen klorida dalam negeri Tahun Volume ( kg/tahun ) 2005 7.222.887 2006 6.969.374 2007 8.231.508 2008 7.659.713 2009 8.270.378 ( www.bps.go.id ) Dari data impor metilen klorida dalam negeri, dapat dilakukan prediksi untuk kebutuhan masa yang akan datang. Gambar 1.1. Prediksi Kebutuhan Metilen Klorida di Indonesia commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 4 Pabrik metilen klorida direncanakan beroperasi pada tahun 2015. Dari hasil prediksi, impor metilen klorida di Indonesia pada tahun tersebut adalah 9.899.029 kg/tahun. 2. Ketersediaan bahan baku Adanya industri yang mendukung pabrik metilen klorida, terutama dalam hal penyediaan bahan baku merupakan salah satu faktor yang cukup penting. Bahan baku utama yaitu klorin (Cl2) tersedia di dalam negeri yaitu dapat diperoleh dari P.T. Assahimas, Cilegon. Sedangkan metil klorida masih didatangkan dari luar negeri. 3. Kapasitas pabrik minimum dan maksimum di luar negeri Adapun kapasitas Pabrik Metilen Klorida yang telah berdiri di beberapa Negara, sebagai berikut : Tabel 1.2. Industri Metilen Klorida di Berbagai Negara Nama pabrik Kapasitas Produksi, 103 ( ton/tahun ) LCP, Moundsville, W.Va 23,6 Occidental, Belle, W. Va 40,9 The Dow Chemical Company, Freeport, Tex The Dow Chemical Company, Plaquemine, La 50 54,5 Vulcan, Geismar, La 36,4 Vulcan, Wichita, Kans 59,1 ( Kirk Othmer, Vol. 5, hal. 520 ) commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 5 Dari Tabel 1.2 dapat diketahui kapasitas produksi minimal di dunia sebesar 23.600 ton/tahun. Sedangkan kebutuhan metilen klorida di dalam negeri adalah sebesar 9.899.029 kg/tahun. Maka dapat disimpulkan bahwa kapasitas pabrik metilen klorida sebesar 30.000 ton/tahun, sehingga diharapkan : 1. Dapat memenuhi kebutuhan metilen klorida dalam negeri. 2. Pabrik dapat dijalankan karena kapasitas rancangan berada diatas kapasitas terkecil pabrik yang ada di dunia. 3. Dapat merangsang berdirinya industri-industri lainnya yang menggunakan bahan baku metilen klorida. 1.3 Lokasi Pabrik Lokasi geografis dari suatu pabrik akan berpengaruh pada kegiatan pabrik baik proses produksi maupun distribusi produk yang semuanya itu akan berpengaruh pada perkembangan dan kelangsungan hidup dari pabrik. Banyak faktor yang harus diperhatikan dan dipertimbangkan dalam menentukan lokasi suatu pabrik. Lokasi pabrik pada umumnya ditetapkan atas dasar orientasi bahan baku dan orientasi pasar, karena hal ini bersifat ekonomis. Lokasi pabrik ditetapkan di Kecamatan Cilegon, Kabupaten Serang, Propinsi Banten dengan pertimbangan sebagai berikut : 1. Sumber bahan baku Bahan baku klorin dapat diperoleh dari P.T Assahimas, Cilegon. Orientasi pemilihan ditekankan pada jarak lokasi sumber bahan baku dengan pabrik cukup dekat. Lokasi pabrik juga dekat dengan commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 6 pelabuhan sehingga memudahkan dalam distribusi metil klorida yang didatangkan dari luar negeri yaitu China. 2. Pemasaran produk Daerah tersebut berdekatan dengan Jakarta, Bogor, Tangerang yang merupakan area industri yang potensial sebagai daerah pemasaran. Selain itu juga dekat dengan Pelabuhan Ciwandan yang memudahkan dalam pemasaran ke luar Jawa maupun luar negeri. 3. Sarana transportasi Daerah tersebut dekat dengan pelabuhan dan jalan tol yang memudahkan pengangkutan bahan baku dan produk. Ini sangat menguntungkan karena bahan baku CH3Cl didatangkan dari luar negeri. 4. Tersedianya sarana pendukung Cilegon merupakan salah satu kawasan industri di Indonesia, sehingga penyediaan utilitas utamanya air untuk proses dan pendingin tidak mengalami kesulitan, karena dekat dengan laut dan apabila tidak mencukupi, di kawasan industri Cilegon terdapat pabrik penyedia air yaitu P.T. Krakatau Tirta Indonesia. 5. Tenaga kerja Tenaga kerja untuk pabrik dapat direkrut dari daerah Cilegon dan sekitarnya, di mana kepadatan penduduknya tinggi sehingga merupakan sumber tenaga kerja yang potensial. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 7 6. Kemasyarakatan Keadaan sosial kemasyarakatan sudah terbiasa dengan lingkugan industri sehingga pendirian pabrik baru dapat dengan mudah diterima dan dapat beradaptasi dengan mudah dan cepat. Lokasi pabrik metilen klorida ditunjukkan pada gambar 1.2 berikut: Gambar 1.2 Gambar Pemilihan Lokasi Pabrik 1.4 Tinjauan Pustaka 1.4.1 Macam-Macam Proses Dalam Mc. Ketta (1979), secara umum metilen klorida dapat dibuat dengan beberapa cara, antara lain : 1. Proses termalklorinasi 2. Proses fotoklorinasi 3. Proses klorinasi metana dengan katalis alumina commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 8 1. Proses termalklorinasi Proses ini didasarkan poada reaksi klorinasi langsung terhadap metana atau klorometana (metil klorida) pada suhu yang tinggi. Temperatur reaksi antara 275 sampai 450 oC. Konversi dari proses ini adalah 52,5% terhadap metil klorida dan 99%-100% terhadap klorin. Reaksi yang terjadi : CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl Keuntungan : a. Dengan proses termal ini temperatur yang tinggi dapat membuat molekul klorin (Cl2) menjadi radikal Cl* sehingga dapat terjadi reaksi, dengan demikian tidak memerlukan katalis. b. Impuritas sedikit c. Biaya ekonomis d. Yield tinggi yaitu 80-92% 2. Proses fotoklorinasi Proses ini didasarkan pada reaksi klorinasi metana oleh aktivasi dari reaksi massa dengan radiasi sinar. Adapun pemisahan molekul klorin (Cl2) menjadi radikal Cl* adalah dengan meradiasikan reaksi massa dengan sumber sinar yang mempunyai radiasi sebesar 3000-5000 oA. Bahan baku yang digunakan adalah commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 9 metana dengan kemurnian tinggi. Konversi dari proses ini adalah 90%. Adapun reaktor yang digunakan adalah reaktor fotokimia. Keuntungan dari proses ini adalah dapat mengurangi impuritas yang ada pada klorometana yang dihasilkan. Kekurangan : a. Penggunaan reaktor fotokimia harus terbuat dari permukaan kaca yang tahan terhadap pembebasan panas mengingat reaksi klorinasi adalah reaksi eksotermis. b. Penyimpanan dan peralatan sekitar reaktor baru terbuat dari kaca, hal ini menyebabkan tingginya biaya pembuatan dan perawatan. c. Lebih sensitif terhadap impuritas dari umpan, karena dapat terjadi terminasi pada reaksi rantai. d. Reaktor membutuhkan energi yang cukup besar untuk menghasilkan radiasi sinar dengan kekuatan 3000-5000 oA. e. Kapasitas per reaktor rendah. f. Sering terjadi akumulasi pada daerah reaktor sehingga dapat mengakibatkan ledakan. 3. Proses klorinasi metana dengan katalis alumina Proses klorinasi ini didasarkan pada reaksi klorinasi metana dengan bantuan katalis alumina. Bahan baku yang digunakan adalah metana dengan kemurnian tinggi. Konversi dari proses ini adalah 95%. Adapun reaktor yang digunakan adalah reaktor fixed bed commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 10 katalitik. Keuntungan dari proses ini adalah konversi yang dihasilkan cukup tinggi. Kekurangan : a. Penggunaan fixed bed reaktor harus mempunyai konstruksi penyangga yang kuat untuk menyangga katalis. Reaktor harus terbuat dari bahan yang tahan terhadap pembebasan panas mengingat reaksi klorinasi adalah rekasi eksotermis, sehingga reaktor lebih berat dan biayanya juga mahal. b. Perlu adanya regenerasi katalis pada waktu-waktu tertentu. c. Proses ini sensitif terhadap adanya impuritas. (Mc. Ketta, 1979) 1.4.2 Kegunaan Produk Penggunaan metilen klorida dewasa ini, antara lain: a. Bahan aktif untuk kebanyakan produk penghilang cat organik termasuk pembersih kerajinan rumah tangga, dan produk untuk perawatan kerajinan. b. Pelarut pada semen dan resin untuk kontak dengan logam atau bahanbahan tambahan dan merupakan komponen utama dalam konstruksi busa uretan. c. Komponen penting dalam formulasi aerosol karena daya larutnya tinggi. d. Bahan untuk pembersih logam, farmasi, proses kimia dan busa poliuretan dan substitusi CFC-11. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 11 1.4.3 Sifat Fisis dan Kimia 1. Bahan baku Metil klorida Sifat fisis: Rumus molekul : CH3Cl Berat Molekul : 50,488 Bau : khas Warna : tak berwarna Densitas (00C,1 atm) : 2,3045 g/L Titik didih (1atm) : -23,730C (Perry, 1997) Sifat-sifat Kimia : a. Dalam larutan eter, CH3Cl bereaksi dengan natrium membentuk etana (proses sintesa Wurtz). 2 CH3Cl + 2 Na CH3CH3 + 2 NaCl b. Metil klorida digunakan pada reaksi Friedel Craft membentuk toluena dengan mengggunakan katalisator AlCl3 CH3Cl + C6H6 C6H5CH3 + HCl c. Bila dipanaskan pada temperatur yang sangat tinggi, metil klorida akan berpasangan membentuk etilena. 2 CH3Cl CH2 = CH2 + 2 HCl d. Klorinasi dengan CH3Cl menghasilkan metilen klorida dan HCl (Kirk and Othmer, 1979) commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 12 Klorin Sifat-sifat fisis : Rumus molekul : Cl2 Berat molekul : 70,906 gram/mol Bau : tajam Warna : kuning Densitas (00C, 1 atm) : 3,214 kg/m3 Titik didih (1 atm) : -35,50C (Perry, 1997) Sifat-sifat kimia : a. Cl2 bereaksi dengan alkali dan alkali tanah membentuk bahan pemutih. Cl2 + 2 NaOCl NaOCl + H2O b. Reaksi dengan ammonia membentuk hidrazin. 2 NH3 + NaOCl N2H4 + NaCl + H2O c. Cl2 bereaksi dengan hidrokarbon jenuh menghasilkan hidrokarbon terklorinasi dan HCl. (Kirk and Othmer, 1979) 2. Produk Metilen klorida Sifat-sifat fisis : Rumus molekul : CH2Cl2 Berat molekul : 84,933 gram/mol commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 13 Bau : khas Warna : tak berwarna Densitas (00C, 1 atm) : 2,93 kg/m3 : 39,80C Titik didih (1 atm) (Perry, 1997) Sifat-sifat kimia : a. Bila kontak dengan air dalam waktu yang lama, metilen klorida akan terhidrolisa secara perlahan membentuk HCl sebagai produk primer. b. Bila metilen klorida dipanaskan dengan air dalam waktu lama dalam tangki tertutup pada suhu 140-1700C, maka akan terbentuk formaldehida dan HCl. CH2Cl2 + H2O HCHO + 2 HCl c. Klorinasi terhadap metilen klorida akan menghasilkan kloroform dan HCl. (Kirk and Othmer, 1979) Klorofom Sifat-sifat fisis : Rumus molekul : CHCl3 Berat molekul : 119,378 gram/mol Bau : khas commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 14 Warna : tak berwarna Densitas (00C, 1 atm) : 4,36 kg/m3 Titik didih (1 atm) : 61,30C (Perry, 1997) Sifat-sifat kimia : a. Klorinasi terhadap kloroform membentuk karbon tetraklorida dan HCl. b. Bila kontak dengan besi dan air akan membentuk hidrogen peroksida. CHCl3 + O2 ( Cl3COOH ) Cl3OH + H2O2 c. Dengan basa akan mengalami hidrolisa CHCl3 + 3 NaOH CO + 3 NaCl +2 H2O d. Kloroform bila kontak dengan kalium amalgam akan membentuk asetilen. 2 CHCl3 + 6 ( KHg ) HC = CH + 6 KCl(Hg) (Kirk and Othmer, 1979) Karbon tetraklorida Sifat-sifat fisis : Rumus molekul : CCl4 Berat molekul : 153,823 gram/mol Bau : khas commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 15 Warna : tak berwarna Densitas (00C, 1 atm) : 5,32 kg/m3 : 76,720C Titik didih (1 atm) (Perry, 1997) Sifat-sifat kimia : a. CCl4 kering tidak bereaksi dengan logam seperti besi dan nikel tetapi bereaksi secara perlahan dengan tembaga dan timah. b. Dengan katalis platinum atau Zn dan asam, CCl4 akan terbentuk kembali menjadi kloroform. c. Dengan kalium amalgam dan air, CCl4 akan terbentuk kembali menjadi metana. (Kirk and Othmer, 1979) Asam klorida Sifat-sifat fisis : Rumus molekul : HCl Berat molekul : 36,461 gram/mol Bau : khas Warna : tak berwarna Densitas (00C, 1 atm) : 1,045 g/cm3 Titik didih (1 atm) : -85,050C (Perry, 1997) commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 16 Sifat-sifat kimia : a. Reaksi dengan oksidator membentuk Cl2. 4 HCl + O2 2 Cl2 + 2 H2O b. Reaksi HCl dan asetilen akan menghasilkan kloropena. (Kirk and Othmer, 1979) 1.4.4 Tinjauan Proses Secara Umum Klorinasi didefinisikan sebagai suatu proses di mana satu atau lebih atom klorin dibentuk menjadi suatu senyawa kimia. Secara umum, reaksi menyebabkan densitas, viskositas, dan reaktivitas kimia dari senyawa organik menjadi naik. Proses klorinasi termal ini didasarkan pada reaksi klorinasi langsung terhadap metana atau klorometana (metil klorida) pada suhu yang tinggi. Temperatur reaksi antara 275 sampai 4500C. Metil klorida dan klorin dalam fase gas dengan perbandingan mol 4:3 dipanaskan sampai suhu 3000C. Pada suhu tersebut klorin akan mengalami disosiasi dan akan mulai terjadi reaksi klorinasi terhadap metil klorida, sedangkan tekanan dipertahankan 3 atm. Di dalam Reaktor Alir Pipa (RAP) multitube suhu dipertahankan jangan sampai melebihi 4500C. Bila reaksi berlangsung di atas suhu tersebut maka dapat terjadi reaksi pirolisis terhadap CH3Cl membentuk karbon bebas, sedangkan klorin dan hidrogen membentuk asam klorida. Produk reaksi kemudian masuk kolom absorber untuk mengambil asam klorida, lalu ke kolom destilasi untuk commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 17 memurnikan produk dan mengambil kembali sisa reaktan untuk dikembalikan ke reaktor. (Mc. Ketta, 1979). commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB II DESKRIPSI PROSES 2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk 2.1.1. Spesifikasi Bahan Baku Metil klorida Sumber : Qu Zhoi Ruitong, China Rumus molekul : CH3Cl Berat molekul : 50,488 gram/mol Fase penyimpanan : cair Bau : khas Warna : tak berwarna Kemurnian : min 99,5% berat Impuritas : CH2Cl2 (Anonim, 2010) Klorin Sumber : P.T. Asahimas Rumus molekul : Cl2 Berat molekul : 70,906 gram/mol Fase penyimpanan : cair Bau : tajam Warna : kuning, hijau Kemurnian : min 99,5% berat commit to user 18 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 19 Impuritas : HCl (Laporan Praktek Kerja P.T. Asahimas) 2.1.2. Spesifikasi Produk Metilen klorida Rumus molekul : CH2Cl2 Berat molekul : 84,933 gram/mol Fase penyimpanan : cair Bau : khas Warna : tak berwarna SG (300C) : 1,318 – 1,321 Kemurnian : min 99,90% berat Impuritas : CHCl3, CH3Cl (Anonim, 2010) Klorofom Rumus molekul : CHCl3 Berat molekul : 119,378 gram/mol Fase penyimpanan : cair Bau : khas Warna : tak berwarna Densitas (300C, 1 atm) : 4,36 kg/m3 Titik didih (1 atm) : 61,30C Flash point : 9820C commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 20 Kemurnian : min 99,90% berat Impuritas : CH2Cl2, CCl4 (Anonim, 2010) Karbon tetraklorida Rumus molekul : CCl4 Berat molekul : 153,823 gram/mol Fase penyimpanan : cair Bau : khas Warna : tak berwarna Kemurnian : min 99,95% berat Impuritas : CHCl3 (Anonim, 2010) Asam klorida Rumus molekul : HCl Berat molekul : 36,461 gram/mol Fase penyimpanan : cair Bau : khas Warna : tak berwarna SG : 1,1593 Kemurnian : min 35% berat (Anonim, 2010) commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 21 2.2. Konsep Proses 2.2.1. Dasar Reaksi Reaksi antara metil klorida dengan klorin merupakan reaksi multistep dan berlangsung secara eksotermis irreversible. Reaksinya sebagai berikut : CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl Reaktan dengan perbandingan tertentu dipanaskan sampai suhu 3000C dan tekanan 3 atm di mana pada suhu tersebut klorin akan mengalami disosiasi dan mulai terjadi reaksi termoklorinasi terhadap metil klorida. Di dalam multi tube plug flow reactor, suhu dipertahankan pada kisaran 275 sampai 4500C. Bila reaksi berlangsung di atas suhu tersebut, maka akan terjadi reaksi pirolisis terhadap klorometana membentuk karbon bebas, sedangkan klorin dan hidrogen membentuk asam klorida. (Mc. Ketta, 1979) 2.2.2. Mekanisme Reaksi Mekanisme reaksi yang terjadi pada proses klorinasi terhadap metana atau klorometana adalah free-radical substitutions dan terjadi melalui 3 tahap : initiation, propagation, and termination. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 22 Initiation Initiation adalah proses yang menghasilkan spesies radikal. Dalam tahap ini radikal klorin dihasilkan dengan pemanasan pada suhu tinggi sehingga dapat memecah ikatan antar atom klorin. Radikal klorin kemudian bereaksi dengan metil klorida menghasilkan radikal metil klorida Cl2 2 Cl* Cl* + CH3Cl HCl + CH2Cl* Propagation Pada tahap ini radikal metil klorida bereaksi dengan klorin menghasilkan klorometana dan radikal klorin. Radikal ini kemudian bereaksi dengan metil klorida dan juga produk klorometana menghasilkan radikal klorometana yang lain. CH2Cl* + Cl2 CH2Cl2 + Cl* Cl* + CH2Cl2 HCl + CHCl2* CHCl2* + Cl2 CHCl3 + Cl* Cl* + CHCl3 HCl + CCl3* CCl3* + Cl2 CCl4 + Cl* Termination Tahap ini terjadi apabila dua radikal bereaksi baik radikal yang sama ataupun radikal yang berbeda. Cl* + Cl* Cl2 Cl* + CH2Cl* CH2Cl2 commit to user (Mc. Ketta, 1979) perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 23 2.2.3. Kondisi Operasi Kondisi operasi pada perancangan pabrik metilen klorida ini adalah sebagai berikut : Temperatur reaktan : 3000C Temperatur reaksi : 275 - 4500C Tekanan : 3 atm Cl2 : CH3Cl : 0,75 (perbandingan mol) Konversi CH3Cl : 52,5 % Selektifitas produk : CH2Cl2 = 62,3 % CHCl3 = 33,04% CCl4 = 4,66% (Mc. Ketta, 1979) 2.2.4. Tinjauan Termodinamika Suatu reaksi bersifat eksotermis atau endotermis dapat ditentukan dari perhitungan ΔHr. Perhitungannya adalah sebagai berikut : ΔH f298 HCl = -92,36 kJ/mol ΔH f298 Cl 2 = 0 ΔH f298 CH 3 Cl = -86,37 kJ/mol ΔH f298 CH 2 Cl 2 = -95,46 kJ/mol ΔH f298 CHCl3 = -101,32 kJ/mol ΔH f298 CCl 4 = -100,48 kJ/mol commit to user (Coulson, vol.6, 1983) perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 24 Reaksi : CH 3 Cl Cl 2 CH 2 Cl 2 HCl ΔHr 0 = -101,45 kJ/mol CH 2 Cl 2 Cl 2 CHCl3 HCl ΔHr 0 = -98,22 kJ/mol CHCl3 Cl 2 CCl 4 ΔHr 0 = -91,52 kJ/mol HCl ΔHr 0 total = -291,19 kJ/mol = -291190 kJ/kmol Reaksi di atas bersifat eksotermis karena ΔHr pada 298 K berharga negatif. Untuk mengetahui apakah reaksi berlangsung secara reversible atau irreversible dapat dilihat dari harga K ( konstanta kesetimbangan reaksi ). Data ΔG 298 untuk komponen yang terlibat dalam reaksi tersebut : ΔG 298 HCl = -95,33 kJ/mol ΔG 298 Cl2 =0 ΔG 298 CH3Cl = -62,93 kJ/mol ΔG 298 CH2Cl2 = -68,91 kJ/mol ΔG 298 CHCl3 = -68,52 kJ/mol ΔG 298 CCl4 = -58,28 kJ/mol (Yaws, 1979) commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 25 CH 3 Cl Cl 2 CH 2 Cl 2 HCl ΔG 0 = -101,31 kJ/mol CH 2 Cl 2 Cl 2 CHCl3 HCl ΔG 0 = -94,94 kJ/mol CHCl3 Cl 2 CCl 4 ΔG 0 = -85,09 kJ/mol HCl ΔG 0 total = -281,34 kJ/mol = -281340 kJ/kmol ΔG 298 Ko exp RT 281340 kJ/kmol exp 8,314 kJ/kmol.K . 298 K 2,071 . 10 49 ln K 1 ΔHr 0 1 Ko R T 298 Suhu reaksi rata-rata = 643,9 K. Harga K pada suhu 643,9 K adalah K = 5,699 x 1021 Harga konstanta kesetimbangan reaksi (K) termasuk besar sehingga reaksi bisa dianggap berjalan secara searah ke arah kanan (produk). 2.2.5. Tinjauan Kinetika Reaksi yang terjadi adalah reaksi seri paralel dan berjalan cepat. CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl M K D H CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl D K T H CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl T K TC H commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 26 Gambar 2.1 Gambar 15 Mc. Ketta untuk pengolahan kinetika reaksi Dari gambar 15 Mc. Ketta diketahui satuan konstanta kecepatan reaksi tersebut (detik-1), maka reaksi tersebut mempunyai orde reaksi satu. Kecepatan reaksi klorin adalah : -rK = k1C1 + k2C2 + k3C3 Konstanta kecepatan reaksi masing-masing diketahui dari gambar 15 Mc. Ketta dan dapat dibuat persamaan sesuai hukum Arhenius : k Ae E R T ln k = ln A - E R T y = b + ax Di mana y = ln k, b = ln A, a = -E/R, dan x = 1/T; kemudian dibuat grafik ln k vs 1/T commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 27 Gambar 2.2 Grafik ln k vs 1/T Sehingga diperoleh : y = -9932 x + 9,1279 ln k1 = -9932 (1/T) + 9,1279 Jadi diperoleh persamaan kecepatan reaksi 1 : k1 = 1,3425 x 109 exp(-9932/T) Analog perhitungan di atas, untuk reaksi dua dan tiga diperoleh : k2 = 5,38929 x 108 exp(-9599/T) k3 = 7,12821 x 107 exp(-9483/T) 2.3.Langkah Proses 2.3.1. Diagram Alir Proses 1. Diagram alir kualitatif dapat dilihat pada Gambar 2.3 2. Diagram alir kuantitatif dapat dilihat pada Gambar 2.4 3. Diagram alir lengkap dapat dilihat pada Gambar 2.5 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 28 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 29 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 30 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 31 2.3.2. Uraian Proses Proses pembuatan metilen klorida dengan proses klorinasi metil klorida terdiri atas beberapa unit proses, yaitu : 1. Unit persiapan bahan baku 2. Unit reaksi pembentukan metilen klorida 3. Unit pemurnian metilen klorida Penjelasan mengenai masing-masing unit pembentukan metilen klorida mengacu pada gambar 2.5 : 1. Unit persiapan bahan baku a. Metil klorida Metil klorida yang disimpan dalam fase cair pada suhu 300C dan tekanan 6,5 atm dicampur dengan arus bawah separator (SP-02) sehingga suhunya menjadi 10,10C kemudian dialirkan ke HE-02 untuk menaikkan suhu. Arus ini lalu diturunkan tekanannya menjadi 3 atm melalui throttle. Setelah dipisahkan fase uap dan cairnya di dalam separator (SP-02), arus atas yang berupa uap metil klorida yang dicampur dengan arus dari hasil atas menara distilasi 1 (MD-01). Campuran ini kemudian dipanaskan di dalam HE-05 dengan fluida panasnya HCl dari hasil bawah absorber (AB) hingga suhunya menjadi 15,870C. Kemudian digunakan untuk mendinginkan suhu gas reaktor masuk absorber (AB) hingga suhunya menjadi 18,590C di dalam HE-04. Selanjutnya, digunakan untuk mendinginkan commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 32 hasil bawah menara distilasi 1 (MD-01) masuk menara distilasi 2 (MD-02) hingga suhunya menjadi 68,310C di dalam HE-07. Terakhir, campuran ini dipanaskan hingga suhu 3000C sebagai umpan reaktor (R) di dalam HE-03. b. Klorin Klorin cair pada suhu 300C dan tekanan 9 atm dicampur dengan arus bawah separator (SP-01) sehingga suhunya menjadi 30,60C, kemudian dimasukkan ke vaporiser (V-01) agar menguap sebagian. Arus ini lalu diturunkan tekanannya menjadi 3 atm melalui throttle. Setelah dipisahkan fase uap dan cairnya dalam separator (SP-01), arus bawah yang berupa cairan klorin dicampur kembali dengan klorin dari tangki penyimpanan. Sedangkan hasil atas SP-01 berupa uap klorin yang bersuhu 30,880C diturunkan tekanannya dari 9,2 atm menjadi 3 atm melalui throttle, sehingga suhunya turun menjadi -5,770C. Uap klorin ini kemudian digunakan untuk menkondensasikan hasil atas MD-01, MD-02, dan MD-03 di dalam kondensor (CD-01, CD-02, dan CD-03). Kemudian, uap klorin ini dipanaskan hingga suhu 3000C di dalam HE-01 sebagai umpan reaktor (R). 2. Unit reaksi pembentukan metilen klorida Reaksi pembentukan metilen klorida dilakukan di dalam reaktor jenis plug flow multi tube. Gas klorin yang sudah aktif direaksikan dengan campuran gas metil klorida dan hasil atas commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 33 menara distilasi 1 (MD-01) dengan perbandingan dan kecepatan alir tertentu. Suhu di dalam reaktor akan naik karena reaksi bersifat eksotermis, maka untuk menjaga suhu agar tidak melebihi 4500C dialirkan pendingin berupa cairan dowtherm A. Hasil reaksi berupa campuran sisa metil klorida, produk utama metilen klorida dan produk lainnya berupa kloroform, karbon tetraklorida, dan hidrogen klorida, sedang gas klorin habis bereaksi. Suhu gas keluar reaktor dan pendingin tinggi, maka panas keduanya dimanfaatkan untuk pemanasan awal umpan sebelum masuk reaktor dan memanaskan arus yang lain. 3. Unit pemurnian metilen klorida Gas keluar reaktor banyak membawa HCl. Untuk memisahkan HCl ini, gas diturunkan suhunya terlebih dahulu dengan memanfaatkannya sebagai pemanas arus yang lain. Gas produk keluaran reaktor digunakan untuk pemanas pada reboiler (RB-01) hingga suhunya dari 441,50C hingga menjadi 151,20C. Kemudian campuran gas ini didinginkan di dalam HE-06 hingga suhu 128,80C. Selanjutnya didinginkan di dalam HE-04 hingga suhunya menjadi 51,30C, kemudian dimasukkan ke absorber (AB) untuk dipisahkan dari HCl-nya. HCl diserap dengan air dari unit utilitas menjadi asam klorida 35% yang kemudian disimpan dalam tangki (T-06). Sedangkan gas lainnya dialirkan ke kolom destilasi (MD-01). commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 34 Kolom destilasi ini bertujuan untuk memisahkan sisa metil klorida dengan produk klorometana lainnya. Metil klorida keluar sebagai hasil atas kemudian dicampur dengan metil klorida dari tangki (T-02) untuk umpan reaktor. Sedangkan hasil bawah berupa campuran klorometana dimasukkan ke dalam kolom destilasi (MD02) untuk mengambil produk utama. Pada MD-02 produk atas adalah metilen klorida yang kemudian dikirim ke tangki penyimpanan (T-03) sedang produk bawah campuran CHCl3 dan CCl4. Hasil bawah tersebut lalu dipisahkan di kolom destilasi (MD03), sebagai produk atas adalah CHCl3 untuk disimpan di tangki penyimpanan (T-04) dan produk bawah adalah CCl4 disimpan di tangki penyimpanan (T-05). commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 35 2.4. Neraca Massa dan Neraca Panas 2.4.1. Neraca Massa Total Satuan : kg/jam Tabel 2.1. Neraca Massa Total Komponen HCl Cl2 Arus 4 36,339 7.267,821 Input Arus 7 Arus 11 Arus 12 3.773,569 Output Arus 16 Arus 18 CH3Cl 3.622,820 0,328 CH2Cl2 CHCl3 CCl4 3,623 3.784,735 2,817 H2 O Total 7.001,056 7.304,160 3.626,443 17.931,659 0,379 2.821,131 0,541 5,654 541,449 3.787,88 2.822,051 17.931,659 547,103 7.001,056 7.001,056 10.774,625 2.4.2 Neraca Massa Alat 1. Neraca massa di Percabangan 1 Tabel 2.2. Neraca Massa di Percabangan 1 Komponen HCl Cl2 Total Arus 19 Input Arus 1 Output Arus 3 121,13 Arus 2 84,7912 205,9212 24.226,07 16.958,2493 43.884,3193 24.347,201 17.043,0405 44.090,2405 commit to user 44.090,2405 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 36 2. Neraca massa di Percabangan 2 Tabel 2.3. Neraca Massa di Percabangan 2 Komponen CH3Cl CH2Cl2 Total Input Arus 5 Output Arus 8 Arus 6 18.114,099 14.488,0035 18,114 32.602,1025 17,7671 18.132,213 14.505,7706 32.637,9836 35,881 32.637,9836 3. Neraca massa di Percabangan 3 Tabel 2.4. Neraca massa di Percabangan 3 Komponen Input Arus 7 Output Arus 14 HCl Arus 9 3,7773 3,7773 CH3Cl 3.622,8199 3.277,1651 6.899,9850 CH2Cl2 3,6228 11,3895 15,0123 3.626,4427 3.292,3320 Total 6.918,7747 commit to user 6.918,7747 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 37 4. Neraca massa di sekitar reaktor Tabel 2.5. Neraca massa reaktor Komponen Input Arus 4 Output Arus 9 HCl 36,3391 Cl2 7.267,8211 Arus 10 3,7773 3.777,3464 CH3Cl 6.899,9850 3.277,4929 CH2Cl2 15,0123 3.796,5034 CHCl3 2.829,6010 CCl4 Total 541,9912 7.304,1602 6.918,7747 14.222,9349 14.222,9349 5. Neraca massa di sekitar absorber Tabel 2.6. Neraca massa absorber Komponen Input Arus 10 Output Arus 11 Arus 12 Arus 13 HCl 3.777,3464 CH3Cl 3.277,4929 3.277,4929 CH2Cl2 3.796,5034 3.796,5034 CHCl3 2.829,6010 2.829,6010 541,9912 541,9912 CCl4 H2 O Total 14.222,9349 3.773,5690 7.001,056 7.001,056 7.001,056 10.774,625 21.223,9909 commit to user 3,7773 10.449,3658 21.223,9909 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 38 6. Neraca massa di sekitar menara distilasi 1 Tabel 2.7. Neraca massa menara distilasi 1 Komponen HCl Input Arus 13 Output Arus 14 Arus 15 3,7773 3,7773 CH3Cl 3.277,4929 3.277,1651 0,3277 CH2Cl2 3.796,5034 11,3895 3.785,1139 CHCl3 2.829,6010 2.829,6010 CCl4 541,9912 541,9912 Total 10.449,3658 3.292,3320 7.157,0339 10.449,3658 7. Neraca massa di sekitar menara distilasi 2 Tabel 2.8. Neraca massa menara distilasi 2 Komponen Input Arus 15 Output Arus 16 Arus 17 CH3Cl 0,3277 0,3277 CH2Cl2 3.785,1139 3.784,7354 0,3785 CHCl3 2.829,6010 2,8169 2.826,7842 CCl4 541,9912 Total 7.157,0339 commit to user 541,9912 3.787,88 3.369,1539 7.157,0339 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 39 8. Neraca massa di sekitar menara distilasi 3 Tabel 2.9. Neraca massa menara distilasi 3 Komponen Input Arus 17 Output Arus 18 Arus 19 CH2Cl2 0,3785 0,3785 CHCl3 2.826,7842 2.821,1306 5,6536 CCl4 541,9912 0,5420 541,4492 Total 3.369,1539 2.822,0511 547,1028 3.369,1539 9. Neraca massa di separator 1 Tabel 2.10. Neraca massa separator 1 Komponen Input Arus 2 Output Arus 4 Arus 3 HCl 121,1304 36,3391 84,7912 Cl2 24.226,0704 7.267,8211 16.958,2493 Total 24.347,2007 7.304,1602 17.043,0405 24.347,2007 10.Neraca massa di separator 2 Tabel 2.11. Neraca massa separator 2 Komponen Input Output Arus 6 Arus 8 CH3Cl 18.114,099 14.488,004 3.626,096 CH2Cl2 18,114 17,767 0,347 14.505,7706 3.626,4427 Total 18.132,2134 commit to user Arus 7 18.132,2134 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 40 2.4.3. Neraca Panas Total Satuan : kJ/jam Tabel 2.12. Neraca Panas Total Komponen Input Q4 1.633.813,8299 Q7 1.360.606,0188 Q11 146.652,6371 Q12 Output 644.953,6477 Q16 34.176,2703 Q18 762.498,2867 Q19 58.118,5981 Qpemanas 5.139.645,4874 Qpendingin Total 6.780.971,1704 8.280.717,9731 8.280.717,9731 2.4.4. Neraca Panas Alat 1. Neraca pans di percabangan 1 Tabel 2.13. Neraca panas di percabangan 1 Komponen Q1 Input Output 51.471,1412 Q2 158.219,3372 Q3 106.748,1960 Total 158.219,3372 commit to user 158.219,3372 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 41 2. Neraca panas di percabangan 2 Tabel 2.14. Neraca panas di percabangan 2 Komponen Input Q5 Output 29.735,2068 Q6 -437.993,8586 Q8 -467.729,0654 Total -437.993,8586 -437.993,8586 3. Neraca panas di percabangan 3 Tabel 2.15. Neraca panas di percabangan 3 Komponen Input Q7 Output 1.360.606,0188 Q9 2.594.233,698 Q14 1.233.627,6792 Total 2.594.233,698 2.594.233,698 4. Neraca panas reaktor Tabel 2.16. Neraca panas reaktor Komponen Q4 Input Output 48.863.555,5178 Q9 12.338.710,9706 Qpendingin 36.524.844,5472 Total 48.863.555,5178 commit to user 48.863.555,5178 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 42 5. Neraca panas absorber Tabel 2.17. Neraca panas absorber Komponen Input Q10 262.516,1772 Q11 146.652,6371 Output Q12 567.074,7063 Q13 117.677,5363 Qpelarutan 353.462,3698 Qpenguapan Total 77.878,9415 762.631,1841 762.631,1841 6. Neraca panas menara distilasi 1 Tabel 2.18. Neraca panas menara distilasi 1 Komponen Q13 Input Output 791.814,9988 Q14 -109.367,9228 Q15 490.998,0058 Qcondensor 3.993.440,4516 Qreboiler 3.583.255,5357 Total 4.375.070,5346 commit to user 4.375.070,5346 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 43 7. Neraca panas menara distilasi 2 Tabel 2.19. Neraca panas menara distilasi 2 Komponen Input Q15 Output 164.849,1660 Q16 22.760,2673 Q17 179.046,3756 Qcondensor 3.935.068,9715 Qreboiler 3.793.159,1191 Total 3.958.008,2851 3.958.008,2851 8. Neraca panas menara distilasi 3 Tabel 2.20. Neraca panas menara distilasi 3 Komponen Input Q17 Output 120.693,0133 Q18 48.705,9050 Q19 33,3410 Qcondensor 1.575.225,7979 Qreboiler 1.503.272,0306 Total 1.623.965,0439 1.623.965,0439 9. Neraca panas separator 1 Tabel 2.21. Neraca panas separator 1 Komponen Q3 Input Output 1,695,040.4285 Q4 1.588.291,842 Q5 106.748,5864 Total 1.695.040,4285 commit to user 1.695.040,4285 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 44 10.Neraca panas separator 2 Tabel 2.22. Neraca panas separator 2 Komponen Q8 Input Output 892.928,5446 Q9 1.360.606,0188 Q10 -467.677,4742 Total 892.928,5446 commit to user 892.928,5446 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 45 2.5. Tata Letak Pabrik dan Peralatan 2.5.1. Tata Letak Pabrik Tata letak pabrik merupakan tempat kedudukan keseluruhan bagian yang ada dalam pabrik meliputi tempat perkantoran (office), tempat peralatan proses, tempat penyimpanan bahan baku dan produk, tempat unit pendukungdan tambahan-tambahan yang lain yang dirancang terutama untuk mendukung kelancaran pelaksanaan proses produksi. Beberapa tujuan dari pengaturan tata letak pabrik antara lain : penghematan waktu transportasi bahan baku, produk, alat maupun karyawan dalam areal pabrik, sehingga waktu proses produksi dapat optimal. Tujuan lainnya, memanfaatkan areal pabrik secara efektif dan efisien sehingga diharapkan tidak ada area kosong yang dibiarkan begitu saja dan dapat menghemat lahan yang berarti pula dapat menghemat biaya investasi dan pajak, pencegahan kecelakaan kerja, serta tujuan-tujuan lain. Pada prarancangan pabrik ini, tata letak dari pabrik dapat dilihat pada Gambar 2.5. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perancangan tata letak pabrik adalah : 1. Perluasan pabrik dan kemungkinan penambahan bangunan Perluasan pabrik ini harus sudah masuk dalam perhitungan sejak awal, supaya masalah kebutuhan tempat tidak timbul di masa yang akan datang. Sejumlah area khusus harus disiapkan untuk dipakai sebagai perluasan pabrik, penambahan peralatan untuk menambah commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 46 kapasitas pabrik ataupun mengolah produknya sendiri ke produk lain. 2. Keamanan Keamanan terhadap kemungkinan adanya bahaya kebakaran, ledakan, asap atau gas beracun harus benar-benar diperhatikan di dalam penentuan tata letak pabrik. Untuk itu diperlukan peralatanperalatan pemadam kebakaran di sekitar lokasi berbahaya tadi. Tangki penyimpan produk atau unit-unit yang mudah meledak harus diletakkan di areal khusus serta perlu adanya jarak antara bangunan satu dengan bangunan yang lain. 3. Utilitas Pemasangan dan distribusi yang baik dari gas, udara, steam, dan listrik akan membantu kemudahan kerja dan perawatannya. Penempatan alat proses sedemikian rupa sehingga petugas dapat dengan mudah mencapainya dan dapat menjamin kelancaran operasi serta memudahkan perawatannya. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 47 Taman Utilitas gudang Pemadam Kebakaran p os Jembat an timbang Garasi Bengkel dan perleng kapan Area Proses laboratorium Area Perluasan Masjid Kantin taman CONTROL ROOM klinik Area perkantoran Taman parkir Taman Safety Parkir pos pos Masuk Keluar Skala 1 : 1000 Gambar 2.6 Tata letak pabrik metilen klorida commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 48 2.5.2. Tata Letak Alat Proses Tata letak alat proses merupakan tempat kedudukan alat-alat yang digunakan dalam proses produksi. Tata letak peralatan proses pada prarancangan pabrik ini dapat dilihat pada Gambar 2.6. Tata letak alatalat proses harus dirancang sedemikian rupa sehingga : 1. Kelancaran proses produksi dapat terjamin. 2. Dapat mengefektifkan penggunaan lahan. 3. Biaya penanganan material menjadi rendah dan menyebabkan terhindarnya kapital yang tidak penting. Jika lay out peralatan proses dan urut-urutan proses produksi lancar, maka perusahan tidak perlu membeli alat transportasi yang menambah biaya investasi. 4. Karyawan mendapatkan kepuasan kerja. Jika karyawan mendapatkan kepuasan kerja, maka akan meningkatkan semangat dan produktivitas kerja. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 49 HE-06 HE-07 HE-10 Skala 1 : 475 AB = absorber T-02 = tangki penyimpan metil klorida ACC = akumulator T-03 = tangki penyimpan metilen CD = kondensor HE = penukar panas T-04 = tangki penyimpan kloroform MD = menara distilasi T-05 = tangki penyimpan karbon R = reaktor RB = reboiler T-01 = tangki penyimpan klorin klorida tetraklorida T-06 = tangki penyimpan asam klorida Gambar 2.7 Tata letak peralatan proses commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES 3.1. Tangki Penyimpanan Bahan Baku Tabel 3.1 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Bahan Baku Spesifikasi Alat T-01 T-02 Menyimpan klorin cair Menyimpan metil klorida selama 7 hari selama 30 hari Tipe Tangki bola (spherical tank) Tangki bola (spherical tank) Jumlah 2 buah 2 buah Suhu 300C 300C Tekanan 9,18 atm 6,5 atm Kapasitas 57.689,4 ft3 (1.633,589 m3) Diameter 502,64 in (12,767 m) 587,02 in (14,91 m) Tebal 0,5 in (0,013 m) 0,4375 in (1,11 cm) Bahan konstruksi Stainless steel SS 304 Carbon steel SA-283 grade C Fungsi commit to user 50 61.262,3269 ft3 (809,553 m3) perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 51 3.2. Tangki Penyimpanan Produk Tabel 3.2 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Produk Spesifikasi T-03 T-04 menyimpan metilen klorida menyimpan kloroform cair cair selama 7 hari selama 7 hari silinder tegak, flat bottom, silinder tegak, flat bottom, conical roof conical roof Jumlah 1 buah 1 buah Suhu 300C 300C Tekanan 1 atm 1 atm Diameter 40 ft (12,192 m) 30 ft (9,144 m) Tinggi 24,236 ft (7,387 m) 19,685 ft (6 m) Jumlah course 3 buah 3 buah Course 1 = 0,313 in (0,79 cm) Course 1 = 0,625 in (1,59 cm) Course 2 = 0,25 in (0,63 cm) Course 2 = 0,5625 in (1,43 cm) Course 3 = 0,25 in (0,63 cm) Course 3 = 0,5 in (1,27 cm) Tebal head 0,125 in (0,32 cm) 0,0625 in (0,16 cm) Tinggi head 6,24 ft (1,901 m) 1,685 ft (0,514 m) Sudut θ 17,330 6,410 Carbon steel SA-283 grade C Carbon steel SA-283 grade C Alat Fungsi Tipe Tebal course Bahan konstruksi commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 52 Spesifikasi T-05 T-06 menyimpan karbon tetraklorida menyimpan asam klorida cair cair selama 7 hari selama 7 hari silinder tegak, flat bottom, silinder tegak, flat bottom, conical roof conical roof Jumlah 1 buah 4 buah Suhu 300C 300C Tekanan 1 atm 1 atm Diameter 35 ft (10,668 m) 30 ft (9,144 m) Tinggi 22,721 ft (6,926 m) 34,359 ft (10,473 m) Jumlah course 3 buah 5 buah Alat Fungsi Tipe Course 1 = 0,25 in (0,63 cm) Tebal course Course 1 = 0,313 in (0,79 cm) Course 2 = 0,25 in (0,63 cm) Course 2 = 0,25 in (0,63 cm) Course 3 = 0,25 in (0,63 cm) Course 3 = 0,25 in (0,63 cm) Course 4 = 0,25 in (0,63 cm) Course 5 = 0,25 in (0,63 cm) Tebal head 0,188 in (0,47 cm) 0,1875 in (0,48 cm) Tinggi head 4,721 ft (1,439 m) 4,359 ft (1,329 m) Sudut θ Bahan konstruksi 15,11 0 Carbon steel SA-283 grade C commit to user 16,210 Stainless steel SS 304 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 53 3.3. Reaktor Tabel 3.3 Spesifikasi Reaktor Spesifikasi Alat Fungsi Tipe R Mereaksikan klorin dengan metil klorid untuk membentuk klorometana Non adiabatis non isotermal multitube plugflow reactor Design 1-1 Shell and Tube Jumlah 1 buah Suhu 300 – 441,50C Tekanan 3 atm Waktu tinggal 0,4637 detik Panjang 5m Tube Side Shell Side Diameter dalam 1,656 cm 27 in (0,686 m) Diameter luar 1,905 cm 27,0625 in (0,687 m) Jumlah tube = 559 Jumlah baffle = 26 Pitch = Jarak antar baffle = 1 in (0,025 m) 7,5 in (0,191 m) Jumlah pass 1 1 Bahan konstruksi SA 213 TP 304 SA 213 TP 304 Ukuran pipa umpan klorin 6 in SN 40 Ukuran pipa umpan metil klorid 8 in SN 120 Ukuran pipa produk 1,2986 in (0,033 m) Ukuran pipa pendingin 1,4222 in (0,036 m) commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 54 3.4. Absorber Tabel 3.4 Spesifikasi Absorber Spesifikasi Alat AB Fungsi Menyerap HCl dari gas produk reaktor Tipe Menara bahan isian dengan bentuk shell silinder tegak, top & bottom torispherical head Suhu 51,25 – 41,990C Tekanan 3 atm Diameter 1,137 m Tinggi menara 12,12 m Tinggi packing 6,348 m Tebal shell 0,3125 in (0,008 m) Tebal head 0,375 in (0,01 m) Jenis packing Ceramic raschig rings Diameter packing 2 in Bahan konstruksi Stainless steel SS 304 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 55 3.5. Menara Distilasi Tabel 3.5 Spesifikasi Menara Distilasi Spesifikasi Alat MD-01 MD-02 Memisahkan metil Memisahkan klorid dari metilen klorid dari campuran gas produk bawah keluar absorber MD-01 Menara dengan Menara dengan Menara dengan plate, plate, plate, torispherical torispherical head torispherical head head Tekanan 3 atm 1 atm 1 atm Diameter atas 36 in 42 in 42 in Diameter bawah 48 in 48 in 42 in Tinggi menara 10,875 m 39,44 m 48,182 m Tebal atas 0,1875 in 0,25 in 0,5 in Tebal bawah 0,25 in 0,75 in 2,3125 in Tebal head atas 0,25 in 0,1875 in 0,1875 in Tebal head bawah 0,3125 in 0,25 in 0,1875 in Tinggi head atas 8,164 in 9,145 in 7,748 in 9,604 in 10,179 in 7,595 in Carbon steel SA Carbon steel SA Carbon steel SA 283 grade C 283 grade C 283 grade C Tipe plate Sieve tray Sieve tray Sieve tray Jumlah plate 10 66 85 Plate spacing 0,5 m 0,5 m 0,5 m Plate ke-2 dari Plate ke-22 dari atas atas Fungsi Tipe Tinggi head bawah Bahan konstruksi Feed plate commit to user MD-03 Memisahkan kloroform dan karbon tetraklorida dari produk bawah MD-02 Plate ke-67 dari atas perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 56 3.6. Separator Tabel 3.6 Spesifikasi Separator Spesifikasi Alat SP-01 SP-02 Memisahkan fase uap dan memisahkan fase uap dan cair klorin untuk umpan cair metil klorid untuk umpan reaktor reaktor Drum horizontal, Drum horizontal, torispherical head torispherical head Suhu 30,8880C 4,770C Tekanan 9,18 atm 3 atm Kapasitas 1,2452 m3 1,5206 m3 Diameter shell 0,965 m 0,965 m Tinggi shell 1,897 m 3,335 m Tebal shell 0,005 m 0,1875 m Tebal head 0,005 m 0,1875 m Tinggi head 0,31 m 0,284 m Bahan konstruksi Stainless steel SS 304 Carbon steel SA 283 grade C Fungsi Tipe commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 57 3.7. Kondensor Tabel 3.7 Spesifikasi Kondensor Spesifikasi Alat CD-01 Fungsi Mengkondensasikan hasil atas MD-01 Tipe Shell and Tube 1-2 Jumlah 4 buah Duty 3.993.440,4516 kJ/jam Luas area transfer 13.115,9808 ft2 panjang 16 ft Tube Side Fluida Suhu Shell Side Klorin cair Top MD-01 0 5,22530C -5,7103 - 4,8243 C Tekanan 3 atm Kapasitas (kg/jam) 7304,160217 3292,332 Diameter luar 0,75 in Diameter dalam 0,584 in 37 in Jumlah pass 2 1 Jumlah tube = 1044 Pitch = 1 in commit to user Jarak antar baffle = 37 in perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 58 Spesifikasi Alat CD-02 Fungsi Mengkondensasikan hasil atas MD-02 Tipe Shell and Tube 1-1 Jumlah 1 buah Duty 3.935.068,9715 kJ/jam Luas area transfer 3787,8048 ft2 panjang 16 ft Tube Side Shell Side Fluida Klorin cair Top MD-02 Suhu 4,8243 - 26,94010C 39,76670C Tekanan 1 atm Kapasitas (kg/jam) 7304,160217 3787,8800 Diameter luar 0,75 in Diameter dalam 0,584 in 39 in Jumlah pass 1 1 Jumlah tube = 1206 Pitch = 1 in commit to user Jarak antar baffle = 39 in perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 59 Spesifikasi Alat CD-03 Fungsi Mengkondensasikan hasil atas MD-03 Tipe Shell and Tube 1-2 Jumlah 1 buah Duty 1.575.225,7979 kJ/jam Luas area transfer 2286,5024 ft2 panjang 16 ft Tube Side Shell Side Fluida Klorin cair Top MD-03 Suhu 26,9401 - 40,31060C 60,69180C Tekanan 1 atm Kapasitas (kg/jam) 7304,160217 2826,0098 Diameter luar 0,75 in Diameter dalam 0,584 in 31 in Jumlah pass 2 1 Jumlah tube = 728 Pitch = 1 in commit to user Jarak antar baffle = 31 in perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 60 3.8. Reboiler Tabel 3.8 Spesifikasi Reboiler Spesifikasi Alat RB-01 Fungsi Menguapkan sebagian hasil bawah MD-01 Tipe Kettle reboiler Jumlah 1 buah Duty 3.583.255,5357 kJ/jam Luas area transfer 257,55 ft2 panjang 16 ft Tube Side Fluida Suhu Shell Side Gas produk reaktor Bottom MD-01 0 79,8013 - 82,37930C 441,5 - 151,2525 C Tekanan 3 atm Kapasitas (kg/jam) 14.222,9349 kg/jam 7.157,0339 kg/jam Diameter luar 0,75 in Diameter dalam 0,584 in 12 in Jumlah pass 2 1 Jumlah tube = 82 Pitch = 1 in commit to user Jarak antar baffle = 9 in perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 61 Spesifikasi Alat RB-02 Fungsi Menguapkan sebagian hasil bawah MD-02 Tipe Kettle reboiler Jumlah 1 buah Duty 3.793.159,1191 kJ/jam Luas area transfer 257,55 ft2 panjang 16 ft Tube Side Shell Side Fluida Dowtherm A Bottom MD-02 Suhu 363,29 - 284,340C 61,5650 - 62,11130C Tekanan 3 atm 1 atm Kapasitas (kg/jam) 40.000 kg/jam 20.350,4922 kg/jam Diameter luar 0,75 in Diameter dalam 0,584 in 10 in Jumlah pass 1 1 Jumlah tube = 61 Pitch = 1 in commit to user Jarak antar baffle = 10 in perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 62 Spesifikasi Alat RB-03 Fungsi Menguapkan sebagian hasil bawah MD-03 Tipe Kettle reboiler Jumlah 1 buah Duty 1.503.272,0306 kJ/jam Luas area transfer 433,43 ft2 panjang 16 ft Tube Side Shell Side Fluida Steam Bottom MD-02 Suhu 140 - 1400C 84,6996 - 85,25990C Tekanan 3,5665 atm 1 atm Kapasitas (kg/jam) 2399,5883 kg/jam 547,1039 kg/jam Diameter luar 0,75 in Diameter dalam 0,584 in 13,25 in Jumlah pass 2 1 Jumlah tube = 138 Pitch = 1 in commit to user Jarak antar baffle = 13,25 in perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 63 3.9. Akumulator Tabel 3.9 Spesifikasi Akumulator Spesifikasi Alat ACC-01 ACC-02 ACC-03 Fungsi Menampung Menampung Menampung distilat dari CD-01 distilat dari CD-02 distilat dari CD-03 Tipe Drum horisontal, Drum horisontal, Drum horisontal, Torispherical Torispherical Torispherical head head head Suhu 5,22530C 39,76670C 60,69180C Tekanan 3 atm 1 atm 1 atm Kapasitas 4,411 m3 4,2348 m3 0,4013 m3 Diameter shell 1,219 m 1,203 m 0,548 m Panjang shell 3,658 m 3,608 m 1,462 m Tebal shell 0,25 in 0,1875 in 0,1875 in Tebal head 0,375 in 0,1875 in 0,1875 in Panjang head 0,243 m 0,247 m 0,139 m Bahan konstruksi Carbon steel SA Carbon steel SA Carbon steel SA 283 grade C 283 grade C 283 grade C commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 64 3.10. Penukar Panas Tabel 3.10 Spesifikasi Penukar Panas Tipe Double Pipe Spesifikasi Alat HE-01 HE-02 Fungsi Memanaskan gas hasil atas Memanaskan umpan metil klorid separator (SP-01) sebelum masuk valve separator (SP-02) Duty 948.437,3985 kJ/jam 1.327.662,2019 kJ/jam Luas area transfer 44,02 ft2 66,02 ft2 Hairpin 4 x 3 in hairpin SN 40 4 x 3 in hairpin SN 40 Jumlah hairpin 2 3 Panjang hairpin 12 ft 12 ft Pipa Dalam Fluida Dowtherm A Dowtherm A Suhu 388,2138 - 379,23490C 284,3367 - 269,36900C Tekanan 3 atm 3 atm kapasitas 40.000 kg/jam 40.000 kg/jam Annulus Fluida Klorin Metil klorid dari bottom SP-02 0 Suhu 40,3106 - 300 C 10,05 - 54,110C Tekanan 3 atm 3 atm kapasitas 7304,160217 kg/jam 18.132,2134 kg/jam commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 65 Spesifikasi Alat HE-03 HE-04 Fungsi Memanaskan campuran metil Mendinginkan suhu gas keluar klorid untuk umpan reaktor reaktor menuju absorber 1.643.940,802 kJ/jam 10.499,8190 kJ/jam Duty 2 Luas area transfer 88,03 ft 22,01 ft2 Hairpin 4 x 3 in hairpin SN 40 4 x 3 in hairpin SN 40 Jumlah hairpin 4 1 Panjang hairpin 12 ft 12 ft Pipa Dalam Fluida Dowtherm A Gas reaktor dari HE-06 0 Suhu 379,2349 - 363,2872 C 128,7503 - 51,250C Tekanan 3 atm 3 atm kapasitas 40.000 kg/jam 14.222,9349 kg/jam Annulus Fluida Metil klorid dari top SP-02 Metil klorid dari HE-05 dan top MD-01 Suhu 68,3093 - 3000C 15,87 - 18,59420C Tekanan 3 atm 3 atm kapasitas 6918,7747 kg/jam 6918,7747 kg/jam commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 66 Spesifikasi Alat HE-05 HE-06 Fungsi Mendinginkan suhu produk Memanaskan keluaran bottom hasil samping HCl dari absorber menuju MD-01 absorber ke tangki penyimpanan Duty 293.807,1552 kJ/jam 22.123,8013 kJ/jam Luas area transfer 132,05 ft2 44,78 ft2 Hairpin 4 x 3 in hairpin SN 40 3 x 2 in hairpin SN 40 Jumlah hairpin 6 3 Panjang hairpin 12 ft 12 ft Pipa Dalam Fluida Hasil bawah MD-01 Produk CH2Cl2 dari top MD-02 Suhu 82,3793 - 46,18500C 40 - 350C Tekanan 3 atm 1 atm kapasitas 7157,0339 kg/jam 3791,2452 kg/jam Annulus Fluida Metil klorid dari HE-04 Air Suhu 18,5942 - 68,30930C 30 - 350C Tekanan 3 atm 1 atm kapasitas 6918,7747 kg/jam 3787,8800 kg/jam commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 67 Spesifikasi Alat HE-07 HE-08 Fungsi Mendinginkan suhu hasil Mendinginkan produk utama bawah MD-01 menuju MD- CH2Cl2 dari top MD-02 ke 02 tangki penyimpanan Duty 293.807,1552 kJ/jam 22.123,8013 kJ/jam Luas area transfer 132,05 ft2 44,78 ft2 Hairpin 4 x 3 in hairpin SN 40 3 x 2 in hairpin SN 40 Jumlah hairpin 6 3 Panjang hairpin 12 ft 12 ft Pipa Dalam Fluida Hasil bawah MD-01 Produk CH2Cl2 dari top MD-02 Suhu 82,3793 - 46,18500C 40 - 350C Tekanan 3 atm 1 atm kapasitas 7157,0339 kg/jam 3791,2452 kg/jam Annulus Fluida Metil klorid dari HE-04 Air Suhu 18,5942 - 68,30930C 30 - 350C Tekanan 3 atm 1 atm kapasitas 6918,7747 kg/jam 3787,8800 kg/jam commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 68 Spesifikasi Alat HE-09 HE-10 Fungsi Mendinginkan produk Mendinginkan produk samping samping CHCl3 dari top CCl4 dari bottom MD-03 ke MD-03 ke tangki tangki penyimpanan penyimpanan Duty 70.024,1819 kJ/jam 21.012,2468 kJ/jam Luas area transfer 44,78 ft2 7,46 ft2 Hairpin 3 x 2 in hairpin SN 40 3 x 2 in hairpin SN 40 Jumlah hairpin 3 1 Panjang hairpin 12 ft 6 ft Pipa Dalam Fluida Air Air Suhu 30 - 350C 30 - 350C Tekanan 1 atm 1 atm kapasitas 3350,2264 kg/jam 1005,3468 kg/jam Annulus Produk samping CHCl3 dari Produk samping CCl4 dari top MD-03 bottom MD-03 Suhu 60,6918 - 350C 85,2599 - 350C Tekanan 1 atm 1 atm kapasitas 2826,010 kg/jam 547,1039 kg/jam Fluida commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 69 Spesifikasi Alat HE-11 Fungsi Mendinginkan Dowtherm A sebagai pendingin reaktor Duty 1.491.536,4863 kJ/jam Luas area transfer 33,01 ft2 Hairpin 4 x 3 in hairpin SN 40 Jumlah hairpin 3 Panjang hairpin 6 ft Pipa Dalam : Fluida Dowtherm A Suhu 249,0962 - 232,070C Tekanan 3 atm kapasitas 40.000 kg/jam Annulus : Fluida Air Suhu 30 - 500C Tekanan 1 atm kapasitas 11.298,7975 kg/jam commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 70 3.11. Pompa Tabel 3.11 Spesifikasi Pompa Spesifikasi Alat P-01 P-02 P-03 Fungsi mengalirkan hasil mengalirkan hasil mengalirkan bawah klorin fase bawah metil campuran cairan cair dari separator klorida fase cair keluaran (SP-01) ke arus dari separator (SP- kondensor 1 (CD- masuk vaporizer 02) ke arus masuk 01) ke akumulator (VP -01) HE-03 1 (ACC-01) Tipe Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal Jumlah 2 2 2 Kapasitas 60,7599 gpm 80,3295 gpm 18,2438 gpm Power pompa 0,5 HP 0,5 HP 0,17 HP Power motor 0,75 HP 0,75 HP 0,25 HP Efisiensi pompa 41% 48% 20% Efisiensi motor 79% 80% 77% Nominal 3 in 3 in 1,5 in ID pipa 2,875 in 3,068 in 1,61 in OD pipa 3,5 in 3,5 in 1,9 in A inside 122,8315 in2 122,8315 in2 60,6238 in2 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 71 Spesifikasi Alat P-04 P-05 P-06 Fungsi mengalirkan mengalirkan mengalirkan refluks cairan dari campuran cairan campuran cairan akumulator 1 dari reboiler 1 dari kondensor 2 (ACC-01) ke (RB-01) ke (CD-02) ke menara distilasi 1 menara distilasi 2 akumulator 2 (MD-01) (MD-02) (ACC-02) Tipe Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal Jumlah 2 2 2 Kapasitas 50,7327 gpm 59,5244 gpm 15,5173 gpm Power pompa 1,5 HP 20 HP 0,17 HP Power motor 2 HP 25 HP 0,25 HP Efisiensi pompa 36% 10% 17% Efisiensi motor 81% 88% 78% Nominal 3 in 2 in 1,25 in ID pipa 2,624 in 1,875 in 1,53 in OD pipa 3,5 in 2,38 in 1,66 in A inside 98,9276 in2 70,7037 in2 57,7438 in2 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 72 Spesifikasi Alat P-07 P-08 P-09 Fungsi mengalirkan mengalirkan mengalirkan refluks cairan dari campuran cairan campuran cairan akumulator 2 dari reboiler 2 dari kondensor 3 (ACC-02) ke (RB-02) ke (CD-03) ke menara distilasi 2 menara distilasi 3 akumulator 3 (MD-02) (MD-03) (ACC-03) Tipe Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal Jumlah 2 2 2 Kapasitas 78,7538 gpm 12,7126 gpm 10,7994 gpm Power pompa 10 HP 2 HP 0,17 HP Power motor 15 HP 2,5 HP 0,25 HP Efisiensi pompa 42% 13% 12% Efisiensi motor 87% 81% 78% Nominal 1,25 in 1,25 in 1,5 in ID pipa 1,442 in 1,442 in 1,337 in OD pipa 1,66 in 1,66 in 1,9 in A inside 54,4318 in2 54,4318 in2 50,3998 in2 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 73 Spesifikasi Alat Fungsi P-10 P-11 - Mengalirkan refluks mengalirkan produk samping cairan dari akumulator 3 CCl4 dari reboiler 3 (RB-03) (ACC-03) ke menara ke tangki penyimpan (T-05) distilasi 3 (MD-03). - Mengalirkan produk samping CHCl3 dari ACC03 ke tangki penyimpan (T-04) Tipe Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal Jumlah 2 2 Kapasitas 45,6263 gpm 3,9434 gpm Power pompa 7,5 HP 0,17 HP Power motor 10 HP 0,25 HP Efisiensi pompa 35% 10% Efisiensi motor 86% 79% Nominal 1,25 in 1 in ID pipa 1,278 in 0,599 in OD pipa 1,66 in A inside 1,32 in 2 48,0958 in commit to user 22,6079 in2 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 74 Spesifikasi Alat Fungsi P-12 P-13 mengalirkan dowtherm A mengalirkan dowtherm A dari HE-03 ke reboiler 2 dari HE-11 ke reaktor (R) (RB-02) Tipe Pompa sentrifugal Pompa sentrifugal Jumlah 2 2 Kapasitas 289,222 gpm 241,1931 gpm Power pompa 0,25 HP 0,25 HP Power motor 0,33 HP 0,33 HP Efisiensi pompa 59% 60% Efisiensi motor 78% 78% Nominal 5 in 5 in ID pipa 5,295 in 5,047 in OD pipa 5,563 in 5,563 in A inside 199,5832 in2 190,2232 in2 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM 4.1 Unit Pendukung Proses Utilitas merupakan unit penunjang proses produksi untuk menjamin kelangsungan proses dalam suatu pabrik. Unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik methylene chloride adalah : 1. Unit pengadaan air Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi kebutuhan air sebagai berikut : a. Air pendingin b. Air proses c. Air konsumsi umum dan sanitasi d. Air umpan boiler 2. Unit pengadaan pendingin reaktor Unit ini bertugas menyediakan pendingin untuk reaktor. 3. Unit pengadaan steam Unit ini bertugas untuk menyediakan kebutuhan steam sebagai media pemanas untuk reboiler. commit to user 75 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 76 4. Unit pengadaan udara tekan Unit ini bertugas untuk menyediakan udara tekan untuk kebutuhan instrumentasi pneumatic, untuk penyediaan udara tekan di bengkel dan untuk kebutuhan umum yang lain. 5. Unit pengadaan listrik Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk peralatan proses, peralatan utilitas, peralatan elektronik atau alat-alat listrik, AC, maupun penerangan. Listrik disuplai dari PLN dan disediakan generator sebagai cadangan apabila listrik dari PLN mengalami gangguan. 6. Unit pengadaan bahan bakar Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk kebutuhan generator. 4.1.1 Unit Pengadaan Air Air konsumsi umum dan sanitasi yang digunakan adalah air yang diperoleh dari PT. Krakatau Tirta Industri (PT. KTI). Sedangkan untuk air pendingin dan air pemadam kebakaran menggunakan air dari laut yang tidak jauh dari lokasi pabrik. 4.1.1.1 Air Pendingin dan Air Pemadam Kebakaran Air pendingin dan air pemadam kebakaran yang digunakan adalah air laut yang diperoleh dari laut yang tidak jauh dari lokasi pabrik. Alasan digunakannya air laut sebagai media pendingin adalah karena faktor-faktor sebagai berikut : a. Air laut dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 77 b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya. c. Dapat menyerap sejumlah panas per satuan volume yang tinggi. d. Tidak terdekomposisi. e. Tidak dibutuhkan cooling tower, karena air laut langsung dibuang lagi ke laut. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air laut sebagai pendingin adalah : a. Partikel-partikel besar/makroba (makhluk hidup laut dan konstituen lain) b. Partikel-partikel kecil/mikroba laut (ganggang dan mikroorganisme laut) yang dapat menyebabkan fouling pada alat-alat proses. Tabel 4.1 Kebutuhan air pendingin Kebutuhan No Kode Alat Alat 1. HE-08 Cooler CH2Cl2 ke storage 1.058,5305 2. HE-09 Cooler CHCl3 ke storage 3.347,2527 3. HE-10 Cooler CCCl4 ke storage 1.004,4544 4. HE-11 Cooler untuk Dowtherm A 35.711,55 Total kebutuhan air pendingin ( kg/jam ) = 41.121,7834 kg/jam. Selain digunakan untuk pendingin pada penukar panas, air laut juga digunakan untuk keperluan pemadam kebakaran. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 78 4.1.1.2. Air Proses Untuk kebutuhan air proses, sumber yang digunakan adalah air yang dibeli dari PT Krakatau Tirta Industri yang masih berada dalam satu kawasan industri. Adapun syarat air proses yang perlu diperhatikan adalah: a. Kesadahan (hardness) yang dapat menyebabkan kerak. b. Adanya zat besi yang dapat menyebabkan korosi. Tahapan pengolahan air KTI yang digunakan untuk proses adalah: a. Sand filter. b. Demineralisasi. Air proses dalam perancangan pabrik ini digunakan sebagai penyerap HCl pada menara absorber. Tabel 4.2 Kebutuhan air proses No Kode Alat Nama Alat 1. ABS Absorber Total kebutuhan air proses Kebutuhan ( kg/jam ) 7.001,0568 = 7.001,0568 kg/jam 4.1.1.3 Air Konsumsi Umum dan Sanitasi Sumber air untuk keperluan konsumsi dan sanitasi berasal dari PT. KTI. Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium, kantor, perumahan, dan pertamanan. Air konsumsi dan sanitasi harus memenuhi beberapa syarat, yang meliputi syarat fisik, syarat kimia, dan syarat bakteriologis. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 79 Syarat fisik : Suhu di bawah suhu udara luar Warna jernih Tidak mempunyai rasa dan tidak berbau Syarat kimia : Tidak mengandung zat organik Tidak beracun Syarat bakteriologis : Tidak mengandung bakteri–bakteri, terutama bakteri yang pathogen. Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi dapat dilihat pada Tabel 4.3 Tabel 4.3 Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi No Nama Unit Kebutuhan ( kg/hari) 1. Perkantoran 5.900 2. Laboratorium 3.200 3. Kantin 3.000 4. Hydrant/Taman 1.210 5. Poliklinik 800 Jumlah air 13.310 Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi = 13.310 kg/hari = 554,5833 kg/jam commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 80 4.1.1.4 Air Umpan Boiler Untuk kebutuhan umpan boiler, sumber air yang digunakan sama dengan air proses. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler antara lain: a. Kandungan yang dapat menyebabkan korosi. Korosi yang terjadi di dalam boiler disebabkan karena air mengandung larutan - larutan asam dan gas - gas yang terlarut. b. Kandungan yang dapat menyebabkan kerak (scale forming). Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi, yang biasanya berupa garam - garam karbonat dan silikat. c. Kandungan yang dapat menyebabkan pembusaan (foaming) Air dari proses pemanasan dapat menyebabkan pembusaan karena adanya zat-zat organik, anorganik, dan zat-zat tidak larut dalam jumlah besar. Jumlah air yang dibutuhkan untuk umpan boiler sebesar 2.399,5883 kg/jam. Jumlah air ini hanya pada awal start up pabrik, untuk kebutuhan selanjutnya hanya diperlukan air make up saja. Jumlah air untuk keperluan make up sebesar 479,9177 kg/jam. Sebagai cadangan ditambahkan sebanyak 20% dari kebutuhan. Pengolahan Air Pengolahan air untuk kebutuhan pabrik meliputi pengolahan secara fisik dan kimia, maupun penambahan desinfektan. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 81 Pengolahan air laut Untuk menghindari fouling yang terjadi pada alat-alat penukar panas maka perlu diadakan pengolahan air laut. Pengolahan dilakukan secara fisis dan kimia. Pengolahan secara fisis adalah dengan screening dan secara kimia adalah dengan penambahan chlorine. Tahapannya adalah sebagai berikut : Air laut dihisap dari kolam yang langsung berada di pinggir laut dengan menggunakan pompa, dalam pengoperasian digunakan dua buah pompa, satu service dan satunya standby. Sebelum masuk pompa, air dilewatkan pada traveling screen untuk menyaring partikel dengan ukuran besar. Pencucian dilakukan secara kontinyu. Setelah dipompa kemudian dialirkan ke strainer yang mempunyai saringan stainless steel 0,4 mm dan mengalami pencucian balik secara periodik. Air laut kemudian dialirkan ke pabrik. Di dalam kolam diinjeksikan Sodium hipoklorit untuk menjaga kandungan klorin minimum 1 ppm. Dalam perancangan ini diinjeksikan klorin sebanyak 1 ppm. Sodium hipoklorit dibuat di dalam Chloropac dengan bahan baku air laut dengan cara elektrolisa. Klorin diinjeksikan secara kontinyu dalam kolam dan secara intermitten di pipa pengaliran. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 82 Air Laut 1 2 3 4 Injeksi secara kontinyu 5 6 Ke Pabrik Injeksi secara intermitten Keterangan : 1. Saringan Awal 2. Kolam Penampungan 3. Traveling Screen 4. Pompa 5. Strainer, untuk diameter >0.4 mm 6. Chloropac Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air Laut Pengolahan air konsumsi dan sanitasi Air baku (treated water) yang diambil dari PT. KTI dialirkan ke clarifier untuk mengurangi materi yang mengendap. Air yang mengalir berlebihan (over flow) dari clarifier dialirkan secara gravitasi ke filter yang berjenis gravity sand filter dengan menggunakan pasir kasar dan halus, untuk menghilangkan sisa-sisa materi yang terendap dalam jumlah kecil. Air yang telah disaring selanjutnya ditampung ke bak penampung air untuk kemudian dipompakan ke tangki air konsumsi dan sanitasi umum. Gambar 4.2 Skema Pengolahan Air Konsumsi dan Sanitasi commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 83 Pengolahan air umpan boiler Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler meliputi : 1. Kation Exchanger Kation exchanger berfungsi untuk mengikat ion-ion positif yang terlarut dalam air lunak. Alat ini berupa silinder tegak yang berisi tumpukan butirbutir resin penukar ion. Resin yang digunakan adalah jenis C-300 dengan notasi RH2. Adapun reaksi yang terjadi dalam kation exchanger adalah: 2NaCl + RH2 RNa2 + 2 HCl CaCO3 + RH2 RCa + H2CO3 BaCl2 + RH2 RBa + 2 HCl Apabila resin sudah jenuh maka pencucian dilakukan dengan menggunakan larutan H2SO4 2%. Reaksi yang terjadi pada waktu regenerasi adalah: RNa2 + H2SO4 RH2 + Na2SO4 RCa + H2SO4 RH2 + CaSO4 RBa + H2SO4 RH2 + BaSO4 2. Anion Exchanger Alat ini berfungsi untuk mengikat ion-ion negatif yang ada dalam air lunak. Dan resin yang digunakan adalah jenis C - 500P dengan notasi R(OH)2. Reaksi yang terjadi di dalam anion exchanger adalah: R(OH)2 + 2 HCl RCl2 + 2 H2O R(OH)2 + H2SO4 RSO4 + 2 H2O R(OH)2 + H2CO3 RCO3 + 2 H2O commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 84 Pencucian resin yang sudah jenuh digunakan larutan NaOH 4%. Reaksi yang terjadi saat regenerasi adalah: RCl2 + 2 NaOH R(OH)2 + 2 NaCl RSO4 + 2 NaOH R(OH)2 + 2 Na2SO4 RCO3 + 2 NaOH R(OH)2 + 2 Na2CO3 3. Deaerasi Merupakan proses penghilangan gas - gas terlarut, terutama oksigen dan karbon dioksida dengan cara pemanasan menggunakan steam. Oksigen terlarut dapat merusak baja. Gas – gas ini kemudian dibuang ke atmosfer. 4. Tangki Umpan Boiler Unit ini berfungsi menampung air umpan boiler dengan waktu tinggal 24 jam. Ke dalam tangki ini ditambahkan bahan-bahan yang dapat mencegah korosi dan kerak, antara lain: a. Hidrazin (N2H4) Zat ini berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa gas terlarut terutama gas oksigen sehingga dapat mencegah korosi pada boiler. Adapun reaksi yang terjadi adalah: N2H4 (aq) + O2 (g) N2 (g) + 2 H2O (l) b. NaH2PO4 Zat ini berfungsi untuk mencegah timbulnya kerak. Reaksi yang terjadi adalah: 2 NaH2PO4 + 4 NaOH + 3 CaCO3 Ca3(PO4)2 + 3 Na2CO3 + 4 H2O (Powell,1954) commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 85 4.1.2 Unit Pengadaan Pendingin Reaktor Media yang digunakan sebagai pendingin reaktor adalah dowtherm A. Dowtherm A dapat dipakai pada kisaran suhu 2040C-3990C dengan tekanan 0-145 psig (Perry,ed.6). Dowtherm A tidak memerlukan treatment secara fisis, kimia, maupun biologis. Sifat-sifat fisik dowtherm A adalah sebagai berikut : - Densitas = 46,82 lb/ft3 - Kapasitas Panas = 0,599 Btu/lb.F - Konduktivitas termal = 0,0497 Btu/hr.ft.F Jumlah Kebutuhan Dowtherm A Kebutuhan dowtherm A yang digunakan sebagai pendingin reaktor adalah sebanyak = 40.000 kg/jam. Kebutuhan ini hanya saat start up pabrik, dan setelah didinginkan dapat digunakan untuk mendinginkan reaktor kembali. Persediaan dowtherm A untuk make up sebesar 10% untuk keamanan = 4.000 kg/jam. Pendingin Dowtherm A Dowtherm A yang digunakan sebagai pendingin reaktor dialirkan ke HE11 untuk didinginkan dan dialirkan kembali untuk mendinginkan reaktor. 4.1.3 Unit Pengadaan Steam Steam yang diproduksi pada prarancangan pabrik metilen klorida ini digunakan sebagai media pemanas pada reboiler-03 (RB-03). Untuk memenuhi kebutuhan steam digunakan 1 buah boiler. Steam yang commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 86 dihasilkan dari boiler ini adalah saturated steam yang mempunyai suhu 140oC dan tekanan 3,6 atm. Jumlah steam yang dibutuhkan sebesar 2.399,588 kg/jam. Untuk menjaga kemungkinan kebocoran steam pada saat distribusi dan make up blowdown pada boiler maka, jumlah steam dilebihkan sebanyak 20 %. Jadi jumlah steam yang dibutuhkan adalah 2.879,506 kg/jam. Perancangan boiler : Dirancang untuk memenuhi kebutuhan steam Steam yang dihasilkan : T P = 284 °F = 52,4 psia Untuk tekanan < 200 psia, digunakan boiler jenis fire tube boiler. Menentukan luas penampang perpindahan panas Daya yang diperlukan boiler untuk menghasilkan steam dihitung dengan persamaan : Daya ms .( h hf ) 970 ,3 x 34 ,5 Dengan : ms = massa steam yang dihasilkan (lb/jam) h = entalpi steam pada P dan T tertentu (BTU/lbm) hf = entalpi umpan (BTU/lbm) dimana : ms = 3968,28 lb/jam h = 1200,98 BTU/lbm commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 87 Umpan air terdiri dari 20 % make up water dan 80 % kondensat. Make up water adalah air pada suhu 35 °C dan kondensat pada suhu 140 °C. hf = 215,2195 BTU/lbm Jadi daya yang dibutuhkan adalah sebesar = 133,985 HP ditentukan luas bidang pemanasan = 12 ft2/HP Total heating surface = 1.607,822 ft2 Perhitungan kapasitas boiler Q = ms (h – hf) = 6.348,159 (921,7549 – 215,2195) = 4.485.199,2999 BTU/jam Kebutuhan bahan bakar Bahan bakar yang digunakan adalah IDO (Industrial Diesel Oil) Heating value (HV) IDO = 16.777,091 BTU/lb Densitas = 50,5664 lb/ft3 Jumlah bahan bakar IDO untuk memenuhi kebutuhan panas yang ada sebanyak 233,89 L/jam Spesifikasi boiler yang dibutuhkan : Kode : B-01 Fungsi : Memenuhi kebutuhan steam Jenis : Fire tube boiler Jumlah : 1 buah Tekanan steam : 14,70 psia (1 atm) commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 88 Suhu steam : 284 oF (140 oC) Efisiensi : 80 % Bahan bakar : IDO Kebutuhan bahan bakar : 233,89 L/jam (www.indonesia-property.com) 4.1.4 Unit Pengadaan Udara Tekan Kebutuhan udara tekan untuk prarancangan pabrik benzene ini diperkirakan sebesar 100 m3/jam, tekanan 59,7 psi dan suhu 31oC. Alat untuk menyediakan udara tekan berupa kompresor yang dilengkapi dengan dryer yang berisi silica gel untuk menyerap kandungan air sampai maksimal 84 ppm. Spesifikasi kompresor yang dibutuhkan : Kode : KU-01 Fungsi : Memenuhi kebutuhan udara tekan Jenis : Single Stage Reciprocating Compressor Jumlah : 1 buah Kapasitas : 100 m3/jam Tekanan suction : 14,7 psi (1 atm) Tekanan discharge : 59,7 psi (4,1 atm) Suhu udara : 31 oC Efisiensi : 80 % Daya kompresor : 7,5 HP Tegangan : 220/380 volt commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 89 4.1.5 Unit Pengadaan Listrik Kebutuhan tenaga listrik di pabrik metilen klorida ini dipenuhi oleh PLN dan generator pabrik. Hal ini bertujuan agar pasokan tenaga listrik dapat berlangsung kontinyu meskipun ada gangguan pasokan dari PLN. Generator yang digunakan adalah generator arus bolak-balik dengan pertimbangan : a. Tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar b. Tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari : 1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas 2. Listrik untuk penerangan 3. Listrik untuk AC 4. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi 5. Listrik untuk alat-alat elektronik Besarnya kebutuhan listrik masing–masing keperluan di atas dapat diperkirakan sebagai berikut : 4.1.5.1 Listrik untuk keperluan proses dan utilitas Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan keperluan pengolahan air dapat dilihat pada Tabel 4.4 Tabel 4.4 Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas Nama Alat Jumlah HP Total HP P-01 1 1 1 P-02 P-03 1 1 0,75 0,75 0,25 0,25 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 90 Tabel 4.4 P-04 P-05 P-06 P-07 P-08 P-09 P-10 P-11 P-12 P-13 PU-01 PU-02 PU-03 PU-04 PWT-01 PWT-02 PWT-03 PWT-04 PWT-05 PWT-06 PWT-07 PWT-08 KU-01 Jumlah Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan utilitas 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 25 0,25 15 3 0,25 10 0,25 0,25 0,25 0,08 0,17 0,08 1 5 0,5 0,17 0,17 1,5 1,00 0,17 0,17 7,5 2 25 0,25 15 3 0,25 10 0,25 0,25 0,25 0,08 0,17 0,08 1 5 0,50 0,17 0,17 1,50 1,00 0,17 0,17 7,50 75,76 Jadi jumlah listrik yang dikonsumsi untuk keperluan proses dan utilitas sebesar 75,76 HP. Diperkirakan kebutuhan listrik untuk alat yang tidak terdiskripsikan sebesar ± 10 % dari total kebutuhan. Maka total kebutuhan listrik adalah 82,79 HP atau sebesar 60,88 kW. 4.1.5.2 Listrik untuk penerangan Untuk menentukan besarnya tenaga listrik digunakan persamaan : L a.F U .D commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 91 dengan : L : Lumen per outlet a : Luas area, ft2 F : foot candle yang diperlukan (Tabel 13 Perry 6th ed) U : Koefisien utilitas (Tabel 16 Perry 6th ed) D : Efisiensi lampu (Tabel 16 Perry 6th ed) Tabel 4.5 Jumlah Lumen berdasarkan luas bangunan Bangunan Pos keamanan 1 Pos keamanan 1 Parkir 1 Parkir 2 Taman Kantor Keamanan Bongkar Muat Masjid Kantin Perpustakaan & Diklat Kantor Poliklinik Ruang control Laboratorium Proses Utilitas Ruang generator Bengkel Garasi Gudang Pemadam Jembatan Timbang Jalan Area perluasan Jumlah Luas, m2 40 40 300 300 750 100 500 300 200 Luas, ft2 F U D 430,56 430,56 3229,17 3229,17 8072,93 1076,39 5381,96 3229,17 2152,78 10 10 10 10 5 20 5 20 20 0,42 0,42 0,49 0,49 0,55 0,55 0,55 0,55 0,51 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 13.668,46 13.668,46 87.868,66 87.868,66 97.853,73 52.188,66 65.235,82 156.565,97 112.563,77 200 2152,78 35 0,6 0,75 167.438,61 1000 400 200 200 3500 2000 320 360 360 400 250 180 2000 3500 17400 10763,91 4305,56 2152,78 2152,78 37673,69 21527,82 3444,45 3875,01 3875,01 4305,56 2690,98 1937,50 21527,82 37673,69 187292,0 35 20 40 40 30 10 10 40 10 10 10 10 10 5 0,6 0,56 0,56 0,56 0,59 0,59 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,57 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 837.193,03 205.026,87 205.026,87 205.026,87 2.554.148,23 486.504,43 90.051,02 405.229,57 101.307,39 112.563,77 70.352,36 50.653,70 562.818,85 440.627,91 7.181.451,6 commit to user Lumen perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 92 Jumlah lumen : untuk penerangan dalam ruangan = 6.080.151,14 lumen untuk penerangan bagian luar ruangan = 1.101.300,49 lumen Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu fluorescent 40 Watt dimana satu buah lampu instant starting daylight 40 W mempunyai 1.920 lumen (Tabel 18 Perry 6th ed.). Jadi jumlah lampu dalam ruangan = 6.080.151,14 / 1.920 = 3.167 buah Untuk penerangan bagian luar ruangan digunakan lampu mercury 100 Watt, dimana lumen output tiap lampu adalah 3.000 lumen (Perry 6th ed., 1994). Jadi jumlah lampu luar ruangan = 1.101.300,49 / 3.000 = 368 buah Total daya penerangan = ( 40 W x 3.167 + 100 W x 368 ) = 163.480 W = 163,48 Kw 4.1.5.3 Listrik untuk AC Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 15.000 Watt atau 15 kW 4.1.5.4 Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 15.000 Watt atau 15kW. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 93 Tabel 4.6 Total kebutuhan listrik pabrik No. Kebutuhan Listrik Tenaga listrik, kW 1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas 60,88 2. Listrik untuk keperluan penerangan 163,48 3. Listrik untuk AC 15 4. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi 15 Total 254,36 Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai efisiensi 80%, sehingga generator yang disiapkan harus mempunyai output sebesar 317,95 kW. Dipilih menggunakan generator dengan daya 520 kW, sehingga masih tersedia cadangan daya sebesar 202,05 kW. Spesifikasi generator yang diperlukan : Jenis : AC generator Jumlah : 1 buah Kapasitas / Tegangan : 520 kW ; 220/360 Volt Efisiensi : 80 % Bahan bakar : IDO 4.1.6 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). IDO diperoleh dari commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 94 Pertamina dan distributornya. Pemilihan IDO sebagai bahan bakar didasarkan pada alasan: 1. Mudah didapat 2. Lebih ekonomis 3. Mudah dalam penyimpanan Bahan bakar IDO yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut : Specific gravity : 0,8124 Heating Value : 16.779 Btu/lb Efisiensi bahan bakar : 80% Densitas : 50,5664 lb/ft3 a. Kebutuhan bahan bakar untuk boiler Kapasitas boiler = 4.485.199,299 Btu/jam Kebutuhan bahan bakar = 233,892 liter/jam b. Kebutuhan bahan bakar untuk generator Bahan bakar = Kapasitas generator Kapasitas alat eff . . h = 520 kW = 1.774.320,13 Btu/jam Kebutuhan bahan bakar = 2,61 ft3/jam = 74,02 L/jam 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. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 95 Pengendalian mutu atau pengawasan mutu di dalam suatu pabrik 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. 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 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 96 selama 24 jam dengan dibagi menjadi 3 shift. Masing–masing shift bekerja selama 8 jam. 2. Kelompok non-shift Kelompok ini mempunyai tugas melakukan analisa khusus yaitu analisa yang sifatnya tidak rutin dan menyediakan reagen kimia yang diperlukan di laboratorium. Dalam rangka membantu kelancaran pekerjaan kelompok shift, kelompok ini melaksanakan tugasnya di laboratorium utama dengan tugas antara lain : a. Menyediakan reagent kimia untuk analisa laboratorium b. Melakukan analisa bahan pembuangan penyebab polusi c. Melakukan penelitian atau percobaan untuk membantu kelancaran produksi Dalam menjalankan tugasnya, bagian laboratorium dibagi menjadi : 1. Laboratorium fisik 2. Laboratorium analitik 3. Laboratorium penelitian dan pengembangan 4.2.1 Laboratorium Fisik Bagian ini bertugas mengadakan pemeriksaan atau pengamatan terhadap sifat–sifat bahan baku, produk, dan air yang meliputi air baku, air pendingin, dan air limbah. Pengamatan yang dilakukan meliputi specific gravity, viskositas, dan kandungan air. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 97 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 komposisi produk samping Analisa air - Air baku - Air pendingin - Air limbah 4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan Bagian ini bertujuan untuk mengadakan penelitian, misalnya : diversifikasi produk perlindungan terhadap lingkungan Disamping 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. 4.2.4 Prosedur Analisa Bahan Baku 4.2.4.1. Infra red Spectrofotometer (IRS). Mengambil sampel metil klorida dan klorin secukupnya kemudian dianalisa langsung menggunakan Infra Red Spectrofotometer commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 98 (IRS). Dengan alat ini dapat ditentukan kandungan gugus organik yang tersusun, apakah sudah memenuhi kriteria sebagai produk atau belum. (Adam, 2010). 4.2.4.3 Densitas Alat : Hidrometer Cara pengujian : Menuang sampel ke dalam gelas ukur 1 liter (usahakan tidak terbentuk gelembung). Memasukkan termometer ke dalam gelas ukur. Memasukkan hidrometer yang telah dipilih sesuai dengan sampel. Memasukkan hidrometer terapung pada sampel sampai konstan lalu membaca skala pada hidrometer tersebut. Mengkonversi menggunakan tabel yang tersedia. 4.2.4.3 Viskositas Alat : Viscometer tube, bath, stopwatch, termometer. Cara pengujian : Mengisikan sampel dengan volume tertentu (sesuai dengan kapasitas kapiler) ke dalam viscometer tube yang telah dipilih. Memasukkan sampel ke dalam bath, diamkan selama 15 menit agar temperatur sampel sesuai dengan temperatur bath/temperatur pengetesan. Pengetesan dilakukan dengan mengalirkan sampel melalui kapiler sambil menghitung alirnya. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 99 4.2.5 Prosedur Analisa Produk 4.2.5.1. Infra red Spectrofotometer (IRS). Mengambil sampel metilen klorida, kloroform, karbon tetraklorida, dan HCl secukupnya kemudian dianalisa langsung menggunakan Infra Red Spectrofotometer (IRS). Dengan alat ini dapat ditentukan kandungan gugus organik yang tersusun, apakah sudah memenuhi kriteria sebagai produk atau belum. (Adam, 2010) 4.2.6 Analisa Air Air yang dianalisis antara lain: 1. Air proses 2. Air umpan boiler 3. Air konsumsi umum dan sanitasi Parameter yang diuji antara lain warna, pH, kandungan klorin, tingkat kekeruhan, total kesadahan, jumlah padatan, total alkalinitas, sulfat, silika, dan konduktivitas air. Alat-alat yang digunakan dalam laboratorium analisa air ini antara lain: 1. pH meter, digunakan untuk mengetahui tingkat keasaman/kebasaan air. 2. Spektrofotometer, digunakan untuk mengetahui konsentrasi suatu senyawa terlarut dalam air. 3. Spectroscopy, digunakan untuk mengetahui kadar silika, sulfat, hidrazin, turbiditas, kadar fosfat, dan kadar sulfat. 4. Peralatan titrasi, untuk mengetahui jumlah kandungan klorida, kesadahan dan alkalinitas. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 100 5. Conductivity meter, untuk mengetahui konduktivitas suatu zat yang terlarut dalam air. Air umpan boiler yang dihasilkan unit demineralisasi juga diuji oleh laboratorium ini. Parameter yang diuji antara lain pH, konduktivitas dan kandungan silikat (SiO2), kandungan Mg2+, Ca2+. 4.3 Unit Pengolahan Limbah Limbah yang dihasilkan dari pabrik metilen klorida dapat diklasifikasi : 1. Bahan buangan cair 2. Bahan buangan padatan 3. Bahan buangan gas Pengolahan limbah ini didasarkan pada jenis buangannya : 1. Pengolahan bahan buangan cair Limbah cair yang dihasilkan pada pabrik metilen klorida hanya berupa air sanitasi karena tidak dihasilkan limbah cair dari proses produksi, sehingga dapat langsung dibuang ke badan penerima air baik di selokan, ataupun di laut. 2. Pengolahan bahan buangan padatan Limbah padat yang dihasilkan pada pabrik metilen klorida berasal dari limbah domestik dan IPAL. Limbah domestik berupa sampahsampah dari keperluan sehari-hari seperti kertas dan plastik, sampah tersebut ditampung di dalam bak penampungan dan selanjutnya dikirim ke Tempat Pembuangan Akhir (TPA). Limbah yang berasal dari IPAL commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 101 diurug didalam tanah yang dindingnya dilapisi dengan clay (tanah liat) agar bila limbah yang dipendam termasuk berbahaya tidak menyebar ke lingkungan sekitarnya. 3. Pengolahan limbah gas Limbah gas berasal dari gas hasil pembakaran bahan bakar boiler berupa CO2 dan H2O, serta gas buang dari deaerator. Gas tersebut dibuang ke udara melalui stack yang mempunyai tinggi minimal 4 kali tinggi bangunan, banyaknya limbah gas yang dibuang dapat diminimalisasi dengan jalan melakukan perawatan yang rutin terhadap mesin–mesin produksi sehingga pembakarannya sempurna dan dapat meminimalisasi pencemaran udara. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN 5.1 Bentuk Perusahaan Pabrik Metilen Klorida yang akan didirikan, direncanakan mempunyai: Bentuk : Perseroan Terbatas (PT) Lapangan Usaha : Industri Metilen Klorida Lokasi Perusahaan : Cilegon, Jawa Barat Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan atas beberapa faktor yaitu: 1. Mudah untuk mendapatkan modal, yaitu dengan menjual saham perusahaan. 2. Tanggung jawab pemegang saham terbatas, sehingga kelancaran produksi hanya dipegang oleh pimpinan perusahaan. 3. 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. 4. Kelangsungan perusahaan lebih terjamin, karena tidak berpengaruh dengan berhentinya pemegang saham, direksi beserta stafnya atau karyawan perusahaan. 5. Efisiensi dari manajemen Para pemegang saham dapat memilih orang yang ahli sebagai dewan komisaris dan direktur utama yang cukup cakap dan berpengalaman. commit to user 102 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 103 6. Lapangan usaha lebih luas Suatu Perseroan Terbatas dapat menarik modal yang sangat besar dari masyarakat, sehingga dengan modal ini PT dapat memperluas usaha. (Widjaja, 2003) Perseroan Terbatas (PT) didirikan dengan akta notaris berdasarkan Kitab Undang-Undang Hukum Dagang. Besarnya modal ditentukan dalam akta pendirian dan terdiri dari saham-saham. Pemilik PT adalah pemegang saham yang dipimpin oleh suatu direksi yang dipilih dari pemegang saham. Pembinaan personalia sepenuhnya diserahkan kepada direksi dengan memperhatikan hukum -hukum perburuhan. 5.2 Struktur Organisasi Struktur organisasi merupakan salah satu faktor penting yang dapat menunjang kelangsungan dan kemajuan perusahaan, karena berhubungan dengan komunikasi yang terjadi dalam perusahaan demi tercapainya kerjasama yang baik antar karyawan. Untuk mendapatkan sistem organisasi yang baik maka perlu diperhatikan beberapa azas yang dapat dijadikan pedoman, antara lain: a) Perumusan tujuan perusahaan dengan jelas b) Tujuan organisasi harus dipahami oleh setiap orang dalam organisasi c) Tujuan organisasi harus diterima oleh setiap orang dalam organisasi d) Adanya kesatuan arah (unity of direction) e) Adanya kesatuan perintah ( unity of command ) commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 104 f) Adanya keseimbangan antara wewenang dan tanggung jawab g) Adanya pembagian tugas (distribution of work) h) Adanya koordinasi i) Struktur organisasi disusun sederhana j) Pola dasar organisasi harus relatif permanen k) Adanya jaminan jabatan (unity of tenure) l) Balas jasa yang diberikan kepada setiap orang harus setimpal dengan jasanya m) Penempatan orang harus sesuai keahliannya (Zamani, 1998) Dengan berpedoman pada azas tersebut maka diperoleh struktur organisasi yang baik yaitu System Line and Staff. Pada sistem ini garis kekuasaan lebih sederhana dan praktis. Demikian pula dalam pembagian tugas kerja seperti yang terdapat dalam sistem organisasi fungsional, sehingga seorang karyawan hanya akan bertanggung jawab pada seorang atasan saja. Untuk kelancaran produksi, perlu dibentuk staf ahli yang terdiri dari orangorang yang ahli di bidangnya. Bantuan pikiran dan nasehat akan diberikan oleh staf ahli kepada tingkat pengawas demi tercapainya tujuan perusahaan. Ada 2 kelompok orang yang berpengaruh dalam menjalankan organisasi garis dan staf ini, yaitu: 1. Sebagai garis atau lini yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas pokok organisasi dalam rangka mencapai tujuan. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 105 2. Sebagai staf yaitu orang-orang yang melakukan tugas sesuai dengan keahliannya dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran-saran kepada unit operasional. (Zamani, 1998) Dewan perusahaan) Komisaris dalam mewakili pelaksanaan para tugas pemegang saham sehari-harinya. (pemilik Tugas untuk menjalankan perusahaan dilaksanakan oleh seorang Direktur Utama yang dibantu oleh Direktur Produksi dan Direktur Keuangan-Umum. Direktur Produksi membawahi bidang produksi dan teknik, sedangkan direktur keuangan dan umum membawahi bidang pemasaran, keuangan, dan bagian umum. Kedua direktur ini membawahi beberapa kepala bagian yang akan bertanggung jawab atas bagian dalam perusahaan, sebagai bagian dari pendelegasian wewenang dan tanggung jawab. Masing-masing kepala bagian akan membawahi beberapa seksi dan masing-masing seksi akan membawahi dan mengawasi para karyawan perusahaan pada masing-masing bidangnya. Karyawan perusahaan akan dibagi dalam beberapa kelompok regu yang dipimpin oleh seorang kepala regu dimana setiap kepala regu akan bertanggung jawab kepada pengawas masing - masing seksi. (Widjaja, 2003) Manfaat adanya struktur organisasi adalah sebagai berikut : a. Menjelaskan, membagi, dan membatasi pelaksanaan tugas dan tanggung jawab setiap orang yang terlibat di dalamnya b. Penempatan tenaga kerja yang tepat commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 106 c. Pengawasan, evaluasi dan pengembangan perusahaan serta manajemen perusahaan yang lebih efisien. d. Penyusunan program pengembangan manajemen e. Menentukan pelatihan yang diperlukan untuk pejabat yang sudah ada f. Mengatur kembali langkah kerja dan prosedur kerja yang berlaku bila tebukti kurang lancar. Struktur organisasi pabrik Methylene Chloride disaikan pada gambar 5.1. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 107 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 108 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, 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) commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 109 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 produksi dan direktur keuangan-umum. Tugas direktur umum antara lain : 1. Melaksanakan kebijakan perusahaan dan mempertanggung jawabkan pekerjaannya secara berkala atau pada masa akhir pekerjaannya pada pemegang saham. 2. Menjaga kestabilan organisasi perusahaan dan membuat kelangsungan hubungan yang baik antara pemilik saham, pimpinan, karyawan, dan konsumen. 3. Mengangkat dan memberhentikan kepala bagian dengan persetujuan rapat pemegang saham. 4. Mengkoordinir kerja sama antara bagian produksi (direktur produksi) dan bagian keuangan dan umum (direktur keuangan dan umum). Tugas dari direktur produksi antara lain : 1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang produksi, teknik, dan rekayasa produksi. 2. Mengkoordinir, mengatur, serta mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepalakepala bagian yang menjadi bawahannya. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 110 Tugas dari direktur keuangan antara lain: 1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang pemasaran, keuangan, dan pelayanan umum. 2. Mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepalakepala bagian yang menjadi bawahannya. (Djoko, 2003) 5.3.4 Staf Ahli Staf ahli terdiri dari tenaga - tenaga ahli yang bertugas membantu direktur dalam menjalankan tugasnya, baik yang berhubungan dengan teknik maupun administrasi. Staf ahli bertanggung jawab kepada direktur utama sesuai dengan bidang keahlian masing - masing. Tugas dan wewenang staf ahli meliputi : 1. Mengadakan evaluasi bidang teknik dan ekonomi perusahaan. 2. Memberi masukan - masukan dalam perencanaan dan pengembangan perusahaan. 3. Memberi saran - saran dalam bidang hukum. 5.3.5 Kepala Bagian Kepala bagian secara umum bertugas mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan garis wewenang yang diberikan oleh pimpinan perusahaan. Kepala bagian dapat juga bertindak sebagai staf direktur. Kepala bagian bertanggung jawab kepada direktur Utama. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 111 Kepala bagian terdiri dari: 1. Kepala Bagian Produksi Kepala bagian produksi bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang mutu dan kelancaran produksi serta mengkoordinir kepalakepala seksi yang menjadi bawahannya. Kepala bagian produksi membawahi seksi proses dan seksi utilitas. Tugas seksi proses antara lain : a. Mengawasi jalannya proses produksi b. Menjalankan tindakan seperlunya terhadap kejadian-kejadian yang tidak diharapkan sebelum diambil oleh seksi yang berwenang. Tugas seksi utilitas, antara lain : Melaksanakan dan mengatur sarana utilitas untuk memenuhi kebutuhan proses, air, steam, dan tenaga listrik. 2. Kepala Bagian Teknik Kepala bagian teknik bertugas sebagai berikut : a. Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang pemeliharan, quality contol dan HSE, serta LITBANG. b. Mengkoordinir kepala - kepala seksi yang menjadi bawahannya Kepala Bagian teknik membawahi seksi pemeliharaan, seksi quality control dan HSE, serta seksi LITBANG. Tugas seksi pemeliharaan, antara lain : a. Melaksanakan pemeliharaan fasilitas gedung dan peralatan pabrik b. Memperbaiki kerusakan peralatan pabrik commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 112 Tugas seksi quality control bagian pengendalian & HSE : Menangani hal - hal yang dapat mengancam keselamatan pekerja dan mengurangi potensi bahaya yang ada. Tugas seksi quality control bagian laboratorium, antara lain: a. Mengawasi dan menganalisa mutu bahan baku dan bahan pembantu b. Mengawasi dan menganalisa mutu produksi c. Mengawasi hal - hal yang berhubungan dengan buangan pabrik d. Membuat laporan berkala kepada Kepala Bagian Produksi. Tugas seksi LITBANG meliputi: a. Memperbaiki mutu produksi b. Memperbaiki dan melakukan inovasi terhadap proses produksi c. Meningkatkan efisiensi perusahaan di berbagai bidang 3. Kepala Bagian Keuangan Kepala bagian keuangan ini bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang administrasi dan keuangan dan membawahi 2 seksi, yaitu seksi administrasi dan seksi keuangan. Tugas seksi administrasi : Menyelenggarakan pencatatan utang piutang, administrasi persediaan kantor dan pembukuan, serta masalah perpajakan. Tugas seksi keuangan antara lain : a. Menghitung penggunaan uang perusahaan, mengamankan uang, dan membuat ramalan tentang keuangan masa depan commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 113 b. Mengadakan perhitungan tentang gaji dan insentif karyawan 4. Kepala Bagian Pemasaran Kepala bagian pemasaran bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang bahan baku dan pemasaran hasil produksi, serta membawahi 2 seksi yaitu seksi pembelian dan seksi pemasaran. Tugas seksi pembelian, antara lain : a. Melaksanakan pembelian barang dan peralatan yang dibutuhkan perusahaan dalam kaitannya dengan proses produksi b. Mengetahui harga pasar dan mutu bahan baku serta mengatur keluar masuknya bahan dan alat dari gudang. Tugas seksi pemasaran : a. Merencanakan strategi penjualan hasil produksi b. Mengatur distribusi hasil produksi 5. Kepala Bagian Umum Kepala bagian umum bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang personalia, hubungan masyarakat, dan keamanan serta mengkoordinir kepala-kepala seksi yang menjadi bawahannya. Kepala bagian umum membawahi seksi personalia, seksi humas, dan seksi keamanan. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 114 Seksi personalia bertugas : a. Membina tenaga kerja dan menciptakan suasana kerja yang sebaik mungkin antara pekerja, pekerjaan, dan lingkungannya supaya tidak terjadi pemborosan waktu dan biaya. b. Mengusahakan disiplin kerja yang tinggi dalam menciptakan kondisi kerja yang tenang dan dinamis. c. Melaksanakan hal - hal yang berhubungan dengan kesejahteraan karyawan. Seksi humas bertugas : Mengatur hubungan antara perusahaan dengan masyarakat di luar lingkungan perusahaan. Seksi Keamanan bertugas : a. Mengawasi keluar masuknya orang - orang baik karyawan maupun bukan karyawan di lingkungan pabrik. b. Menjaga semua bangunan pabrik dan fasilitas perusahaan c. Menjaga dan memelihara kerahasiaan yang berhubungan dengan intern perusahaan. 5.3.6 Kepala Seksi Kepala seksi adalah pelaksana pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan rencana yang telah diatur oleh kepala bagian masing-masing agar diperoleh hasil yang maksimum dan efektif selama berlangsungnya proses produksi. Setiap kepala seksi bertanggung jawab kepada kepala bagian masing - masing sesuai dengan seksinya. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 115 5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan Pabrik Metilen Klorida ini direncakan beroperasi 330 hari dalam satu tahun dan proses produksi berlangsung 24 jam per hari. Sisa hari yang bukan hari libur digunakan untuk perawatan, perbaikan, dan shutdown. Sedangkan pembagian jam kerja karyawan digolongkan dalam dua golongan yaitu karyawan shift dan non shift 5.4.1 Karyawan non shift Karyawan non shift adalah karyawan yang tidak menangani proses produksi secara langsung. Yang termasuk karyawan harian adalah direktur, staf ahli, kepala bagian, kepala seksi serta karyawan yang berada di kantor. Karyawan harian dalam satu minggu akan bekerja selama 5 hari dengan pembagian kerja sebagai berikut : Jam kerja : Hari Senin – Kamis : Jam 07.30 – 16.30 Hari Jum’at : Jam 07.30 – 17.00 Jam Istirahat : Hari Senin – Kamis : Jam 12.00 – 13.00 Hari Jum’at : Jam 11.00 – 13.00 5.4.2 Karyawan Shift Karyawan shift adalah karyawan yang secara langsung menangani proses produksi atau mengatur bagian - bagian tertentu dari pabrik yang mempunyai hubungan dengan masalah keamanan dan kelancaran produksi. Yang termasuk karyawan shift ini adalah operator produksi, sebagian dari commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 116 bagian teknik, bagian gedung dan bagian - bagian yang harus selalu siaga untuk menjaga keselamatan serta keamanan pabrik. Para karyawan shift akan bekerja secara bergantian selama 24 jam sebagai berikut : Shift Pagi : Jam 07.00 – 15.00 Shift Sore : Jam 15.00 – 23.00 Shift Malam : Jam 23.00 – 07.00 Untuk karyawan shift ini dibagi menjadi 4 regu (A / B / C / D) dimana tiga regu bekerja dan satu regu istirahat serta dikenakan secara bergantian. Untuk hari libur atau hari besar yang ditetapkan pemerintah, regu yang bertugas tetap harus masuk. Tabel 5.1 Tgl Jadwal Pembagian Kelompok Shift 1 2 3 4 Pagi A A D D C C B B A A Sore B B A A D D C C B B Malam C C B B A A D D C C Off D D C C B B A A D D Tgl 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Pagi D D C C B B A A D D Sore A A D D C C B B A A Malam B B A A D D C C B B Off C B B A A D D C C C 5 6 7 commit to user 8 9 10 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 117 Tgl 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Pagi C C B B A A D D C C Sore D D C C B B A A D D Malam A A D D C C B B A A Off B A A D D C C B B B Jadwal untuk tanggal selanjutnya mengikuti urutan yang sudah ada dimana shift yang off akan masuk pagi, shift pagi akan masuk sore, dan shift sore akan masuk malam, demikian seterusnya. Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor kedisiplinan para karyawannya dan akan secara langsung mempengaruhi kelangsungan dan kemajuan perusahaan. Untuk itu kepada seluruh karyawan perusahaan dikenakan absensi. Disamping itu masalah absensi digunakan oleh pimpinan perusahaan sebagai salah satu dasar dalam mengembangkan karier para karyawan di dalam perusahaan.(Djoko, 2003) 5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah Pada pabrik ini sistem upah karyawan berbeda - beda tergantung pada status, kedudukan, tanggung jawab, dan keahlian. Menurut status karyawan dapat dibagi menjadi tiga golongan karyawan tetap, harian dan borongan. 5.5.1 Karyawan Tetap Karyawan tetap yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan surat keputusan (SK) direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan kedudukan, keahlian, dan masa kerjanya. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 118 5.5.2 Karyawan Harian Karyawan harian yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi tanpa SK direksi dan mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan. 5.5.3 Karyawan Borongan Karyawan borongan yaitu karyawan yang digunakan oleh pabrik bila diperlukan saja. Karyawan ini menerima upah borongan untuk suatu pekerjaan 5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji 5.6.1. Penggolongan Jabatan 1. Direktur Utama : Magister Ekonomi / Teknik 2. Direktur Produksi : Sarjana Teknik Kimia 3. Direktur Keuangan dan Umum : Sarjana Ekonomi 4. Kepala Bagian Produksi : Sarjana Teknik Kimia 5. Kepala Bagian Teknik : Sarjana Teknik Mesin 6. Kepala Bagian Pemasaran : Sarjana Teknik Kimia/Ekonomi 7. Kepala Bagian Keuangan : Sarjana Ekonomi 8. Kepala Bagian Umum : Sarjana Sosial 9. Kepala Seksi : Sarjana/Ahli Madya 10. Operator : Ahli Madya/STM/SLTA/SMU 11. Sekretaris : Sarjana/Akademi Sekretaris 12. Dokter : Sarjana Kedokteran 13. Perawat : Akademi Perawat 14. Lain-lain : SLTA commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 119 5.6.2. Jumlah Karyawan dan Gaji Jumlah karyawan harus ditentukan secara tepat sehingga semua pekerjaan yang ada dapat diselesaikan dengan baik dan efisien. Tabel 5.2 Perincian Jumlah Karyawan dan Gaji dalam Rupiah No Jabatan Jumlah Gaji/bulan Gaji/tahun 1 Direktur utama 1 50.000.000 600.000.000 2 Direktur produksi dan 1 30.000.000 360.000.000 1 30.000.000 360.000.000 Teknik 3 Direktur keuangan dan umum 4 Staff ahli 2 20.000.000 480.000.000 5 Staff Litbang 2 15.000.000 360.000.000 6 Sekretaris 3 3.000.000 108.000.000 7 Kepala Bagian 5 7.000.000 420.000.000 8 Kepala Seksi 12 6.000.000 864.000.000 9 Karyawan Proses 32 4.000.000 1.536.000.000 10 Karyawan Utilitas 20 4.000.000 960.000.000 11 Karyawan Pemeliharaan 5 3.500.000 336.000.000 12 Karyawan Pengendalian 8 4.000.000 384.000.000 13 Karyawan Safety 5 2.500.000 150.000.000 14 Karyawan laboratorium 12 3.500.000 504.000.000 15 Karyawan pembelian 2 4.000.000 96.000.000 Tabel 5.2 Perincian Jumlah Karyawan dan Gaji dalam Rupiah commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 120 16 Karyawan Pemasaran 5 4.000.000 240.000.000 17 Karyawan Humas 4 4.000.000 192.000.000 18 Karyawan Penjualan 8 4.000.000 384.000.000 19 Karyawan Personalia 4 4.000.000 192.000.000 20 Karyawan Keamanan 12 3.000.000 432.000.000 21 Karyawan Administrasi 3 4.000.000 108.000.000 22 Medis 2 5.000.000 120.000.000 23 Paramedis 2 2.000.000 48.000.000 24 Sopir 4 1.500.000 72.000.000 25 Pesuruh 4 1.000.000 48.800.000 Total 5.7 159 9.354.800.000 Kesejahteraan Sosial Karyawan Kesejahteraan yang diberikan oleh perusahaan pada karyawan antara lain: 1. Tunjangan Tunjangan berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan karyawan yang bersangkutan Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang karyawan Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 121 2. Cuti Cuti tahunan diberikan kepada setiap karyawan selama 12 hari kerja dalam 1 tahun. Cuti sakit diberikan pada karyawan yang menderita sakit berdasarkan keterangan Dokter. 3. Pakaian Kerja Pakaian kerja diberikan pada setiap karyawan sejumlah 3 pasang untuk setiap tahunnya. 4. Pengobatan Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang diakibatkan oleh kerja ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan undang-undang yang berlaku. Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit tidak disebabkan oleh kecelakaan kerja diatur berdasarkan kebijaksanaan perusahaan. 5. Asuransi Tenaga Kerja Asuransi tenaga kerja diberikan oleh perusahaan bila jumlah karyawan lebih dari 10 orang atau dengan gaji karyawan lebih besar dari Rp. 2.000.000,00 per bulan. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB VI ANALISIS EKONOMI Pada prarancangan pabrik metilen klorida ini dilakukan evaluasi atau penilaian investasi dengan maksud untuk mengetahui apakah pabrik yang dirancang ini menguntungkan dari segi ekonomi atau tidak. Bagian terpenting dari prarancangan ini adalah estimasi harga dari alat-alat. karena harga digunakan sebagai dasar untuk estimasi analisis ekonomi. di mana analisis ekonomi dipakai untuk mendapatkan perkiraan atau estimasi tentang kelayakan investasi modal dalam kegiatan produksi suatu pabrik dengan meninjau kebutuhan modal investasi. besarnya laba yang akan diperoleh. lamanya modal investasi dapat dikembalikan dalam titik impas. Selain itu. analisis ekonomi juga dimaksudkan untuk mengetahui apakah pabrik yang akan didirikan dapat menguntungkan atau tidak jika didirikan. Untuk itu pada prarancangan pabrik metilen klorida ini. kelayakan investasi modal pada sebuah pabrik akan dianalisis meliputi : a. Profitability b. % Profit on Sales (POS) c. % Return on Investment (ROI) d. Pay Out Time (POT) e. Break Event Point (BEP) f. Shut Down Point (SDP) g. Discounted Cash Flow (DCF) commit to user 122 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 123 Untuk meninjau faktor-faktor tersebut perlu diadakan penaksiran terhadap beberapa faktor. yaitu: 1. Penaksiran modal industri ( Total Capital Investment ) Capital Investment adalah banyaknya pengeluaran – pengeluaran yang diperlukan untuk fasilitas – fasilitas produktif dan untuk menjalankannya. Capital Investment meliputi : Modal Tetap (Fixed Capital Investment) Modal Kerja (Working Capital) 2. Penentuan biaya produksi total (Total Production Costs). terdiri dari : a. Biaya pengeluaran (Manufacturing Costs) b. Biaya pengeluaran umum (General Expense) 3. Total pendapatan penjualan produk metilen klorida, asam klorida, kloroform, dan karbon tetraklorida. 6.1 Penaksiran Harga Peralatan Harga peralatan pabrik dapat diperkirakan dengan metode yang dikonversikan dengan keadaan yang ada sekarang ini. Penentuan harga peralatan dilakukan dengan menggunakan data indeks harga. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 124 Tabel 6.1 Indeks Harga Alat Cost Index. Tahun Chemical Engineering Plant Index 1998 389,5 1999 390,6 2000 394,1 2001 394,3 2002 390,4 2003 401,7 2004 444,2 2005 468,2 2006 499,5 2007 525,4 2008 575,4 (Anonim, 2011) Gambar 6.1 Harga Indeks Peralatan Pabrik Kimia commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 125 Dengan asumsi kenaikan indeks linear. maka dapat diturunkan persamaan least square sehingga didapatkan persamaan berikut: Y = 18,05 X + 35,729 Dengan : Y = Indeks harga X = Tahun pembelian Dari persamaan tersebut diperoleh harga indeks di tahun 2013 adalah 623,77. Harga alat dan lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi (2013) dan dilihat dari grafik pada referensi. Untuk mengestimasi harga alat tersebut pada masa sekarang digunakan persamaan : (Aries & Newton, 1955) Ex = Ey. Dengan : Ex : Harga pembelian pada tahun 2013 Ey : Harga pembelian pada tahun referensi Nx : Indeks harga pada tahun 2013 Ny : Indeks harga tahun referensi 6.2 Penentuan Total Capital Investment (TCI) Asumsi-asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam perhitungan analisis ekonomi : 1. Pengoperasian pabrik dimulai tahun 2015. 2. Proses yang dijalankan adalah proses kontinyu. 3. Kapasitas produksi adalah 30.000 ton/tahun. 4. Jumlah hari kerja adalah 330 hari/tahun commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 126 5. Shut down pabrik dilaksanakan selama 35 hari dalam satu tahun untuk perbaikan alat-alat pabrik. 6. Umur alat - alat pabrik diperkirakan 10 tahun. 7. Nilai rongsokan (Salvage Value) adalah nol 8. Situasi pasar. biaya dan lain - lain diperkirakan stabil selama pabrik beroperasi 9. Upah buruh asing US $ 8,5 per manhour (www.pajak.net) 10. Upah buruh lokal Rp. 10.000,00 per manhour 11. Perbandingan jumlah tenaga asing : Indonesia = 5% : 95% 12. Harga bahan baku Chlorine US$ 0,32 / kg 13. Harga bahan baku Methyl Chloride US$ 0,67 / kg 14. Harga produk Methylene Chloride US$ 1,1020 / kg 15. Harga produk Carbon Tetrachloride US$ 0,5450/ kg 16. Harga produk Chloroform US$ 0,3890/ kg 17. Harga produk Hydrochloride Acid US$ 0,22/ kg 18. Kurs rupiah yang dipakai Rp. 8.828,00 (Kurs pada 11/03/2011, www.bank sentral.go.id) commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 127 6.2.1 Modal Tetap (Fixed Capital Investment) Tabel 6.2 Modal Tetap No 1 Keterangan US $ Harga pembelian peralatan 2.885.601 Rp. Total Harga(Rp) - 25.474.081.745 2 Instalasi alat - alat 300.484 1.535.238.000 4.187.909.195 3 Pemipaan 1.168.549 1.868.556.124 12.184.506.582 4 Instrumentasi 579.505 287.858.646 5.403.727.955 5 Isolasi 71.544 252.507.584 884.096.388 6 Listrik 166.936 151.504.551 1.625.211.759 7 Bangunan 715.438 - 6.315.888.036 8 Tanah dan perbaikan lahan 238.479 18.000.000.000 20.105.296.012 9 Utilitas 524.011 - 4.625.973.381 Physical Plant Cost 6.650.547 22.095.664.904 80.806.691.053 Engineering & 8.313.183 27.619.581.131 101.008.363.816 8.313.183 27.619.581.131 101.008.363.816 10. Construction Direct Plant Cost 11. Contractor’s fee 332.527 1.104.783.245 4.040.334.553 12. Contingency 831.318 2.761.958.113 10.100.836.382 9.477.029 31.486.322.489 115.149.534.750 Fixed Capital Invesment (FCI) commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 128 6.2.2 Modal Kerja (Working Capital Investment) Tabel 6.3 Modal Kerja No. Jenis US $ Rp. Total Rp. 4.169.133 - 36.805.105.645 9.243 5.303.042 86.901.919 3. Persediaan Produk 3.050.253 1.750.003.843 28.677.633.383 4. Extended Credit 5.436.825 - 47.996.295.149 5. Available Cash 3.050.253 1.750.003.843 28.677.633.383 1. Persediaan bahan baku 2. Persediaan bahan dalam proses Working Capital Investment (WCI) 15.715.707 3.505.310.728 142.243.569.480 Total Capital Investment (TCI) = FCI + WCI = Rp 257.393.104.230 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 129 6.3 Biaya Produksi Total (Total Production Cost) 6.3.1 Manufacturing Cost 6.3.1.1 Direct Manufacturing Cost (DMC) Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost No. Jenis US $ Rp. Total Rp. 11.313.813 - 99.878.342.880 1. Harga Bahan Baku 2. Gaji Pegawai 3.744.000.000 3.744.000.000 3. Supervisi 1.284.000.000 1.284.000.000 4. Maintenance 568.622 1.889.179.349 6.908.972.085 5. Plant Supplies 85.293 283.376.902 1.036.345.813 6. Royalty & Patent 652.419 7. Utilitas 5.759.555.418 4.369.054.535 4.369.054.535 Direct Manufacturing Cost (DMC) 12.620.147 11.569.610.787 122.980.270.731 6.3.1.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC) Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost No. US $ Rp. Total Rp. 1. Payroll Overhead - 561.600.000 561.600.000 2. Laboratory - 561.600.000 561.600.000 3. Plant Overhead - 561.600.000 561.600.000 22.182.248 - 195.824.884.207 4. Packaging Jenis Indirect Manufacturing Cost (IMC) 22.182.248 1.684.800.000 197.509.684.207 commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 130 6.3.1.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC) Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost No. Jenis US $ 1. Depresiasi Rp. Total Rp. 1.516.325 2.833.769.024 16.219.882.986 2. Property Tax 189.541 4.722.948.373 6.396.212.619 3. Asuransi 94.770 Fixed Manufacturing Cost (FMC) 188.917.935 1.800.636 1.025.550.058 7.745.635.332 23.641.645.662 Total Manufacturing Cost (TMC) = DMC + IMC + FMC = Rp (122.980.270.731 + 197.509.684.207 + 23.641.645.662) = Rp 344.131.600.600 6.3.2 General Expense (GE) Tabel 6.7 General Expense No. Jenis US $ 4.405.000.000 Total Rp. 1. Administrasi 2. Sales 13.048.381 - 3. Research 1.826.773 - 16.126.755.170 4. Finance 1.266.543 1.163.671.595 12.344.709.135 16.141.697 5.568.671.595 148.067.572.662 General Expense - Rp. (GE) commit to user 4.405.000.000 115.191.108.357 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 131 Biaya Produksi Total (TPC) = TMC + GE = Rp 344.131.600.600 + Rp 131.919.198.751 = Rp 492.199.173.263 6.4 Keuntungan Produksi Penjualan selama 1 tahun : Metilen klorida = US $ 38.300.892 Kloroform = US $ 10.072.692 Karbon tetraklorida = US $ 2.735.877 Asam klorida = US $ 14.132.445 Total penjualan = US $ 65.241.906 = Rp. 575.955.541.786 Biaya produksi total = Rp. 492.199.173.263 Keuntungan sebelum pajak = Rp. 83.756.368.524 Pajak = 25 % dari keuntungan = Rp. 20.939.092.131 (www.pajak.go.id) Keuntungan setelah pajak 6.5 = Rp. 62.817.276.393 Analiasa Kelayakan 1. % Profit on Sales (POS) POS adalah persen keuntungan penjualan produk terhadap harga jual produk itu sendiri. Besarnya POS pabrik metilen klorida ini adalah : POS sebelum pajak = 14,54 % POS setelah pajak = 10,91 % commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 132 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 % ROI sebelum pajak = 72,74 % ROI setelah pajak = 54,55 % 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. POT sebelum pajak = 1,2 tahun POT setelah pajak = 1,5 tahun 4. Break Event Point (BEP) BEP adalah titik impas. suatu keadaan dimana besarnya kapasitas produksi dapat menutupi biaya keseluruhan. Besarnya BEP untuk pabrik metilen klorida ini adalah 46,46 % 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 metilen klorida ini adalah 31,30 % commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 133 6. Discounted Cash Flow (DCF) DCF adalah perbandingan besarnya persentase keuntungan yang diperoleh terhadap capital investment dibandingkan dengan tingkat bunga yang berlaku di bank. Tingkat bunga simpanan di Bank Mandiri adalah 6.5 % (www.bankmandiri.co.id. 2011). dari perhitungan nilai DCF yang diperoleh adalah 30,31 %. Tabel 6.8 No. Analisis kelayakan Keterangan Perhitungan Batasan 1. Return On Investment (% ROI) ROI sebelum pajak 72,74 % min 44 % ROI setelah pajak 54,55 % (resiko tinggi) POT sebelum pajak 1,2 tahun maks. 2 tahun POT setelah pajak 1,5 tahun (resiko tinggi) 3. Break Even Point (BEP) 46,46 % 40 – 60 % 4. Shut Down Point (SDP) 31,30 % 5. Discounted Cash Flow (DCF) 30,31 % 2. Pay Out Time (POT) min. 6,5 % (Bunga simpanan di Bank Mandiri) Dari analisis ekonomi yang telah dilakukan. dapat diambil kesimpulan bahwa pendirian pabrik metilen klorida dengan kapasitas 30.000 ton/tahun layak dipertimbangkan untuk direalisasikan pembangunannya. commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id 134 Sales Regulated Cost Ra Sa Variable Cost Va 0,3 Ra Fa Keterangan gambar : FC : Fixed manufacturing cost Va : Variable cost Ra : Regulated cost Sa : Sales SDP : Shut down point BEP : Break even point Gambar 6.2 Grafik Analisis Kelayakan commit to user perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id BAB VII KESIMPULAN Dari analisa ekonomi yang dilakukan, dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. % Return On Investment (ROI) sebelum pajak sebesar 72,74%, sedangkan setelah pajak diperoleh sebesar 54,55%. 2. Pay Out Time (POT) sebelum pajak sebesar 1,2 tahun, sedangkan setelah pajak diperoleh sebesar 1,5 tahun. 3. Break Even Point (BEP) sebesar 46,46%. 4. Shut Down Point (SDP) sebesar 31,30%. 5. Discounted Cash Flow (DCF) sebesar 30,31%. Dengan demikian, Pabrik Metilen klorida dengan kapasitas 30.000 ton/tahun layak untuk dipertimbangkan. commit to user 135