View
290
Download
6
Category
Preview:
Citation preview
PRARANCANGAN PABRIK ANILIN DARI HIDROGENASI
NITROBENZEN FASE UAP KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN
(Perancangan Menara Distilasi 306 (MD-306))
( Skripsi )
Oleh :
Wildan Arief Rohdina
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2018
PRARANCANGAN PABRIK ANILIN DARI HIDROGENASI
NITROBENZEN FASE UAP KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN
(Perancangan Menara Distilasi 306 (MD-306))
Oleh :
Wildan Arief Rohdina
( Skripsi )
Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar
Sarjana Teknik
Pada
Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2018
ABSTRAK
PRARANCANGAN PABRIK ANILIN DARI HIDROGENASI
NITROBENZEN FASE UAP KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN
(Perancangan Menara Distilasi-306 (MD-306))
Oleh
Wildan Arief Rohdina
Anilin merupakan salah satu produk industri kimia yang digunakan sebagai bahan
baku pembuatan Isocynates, Prekursor, Bahan Pembuatan Pestisida, Hidroquinon,
pembuatan Metilen Dianilin. Anilin dapat diproduksi dengan beberapa proses yaitu
1) Proses Hidrogenasi Nitrobenzen Fase Uap, 2) Proses Aminasi Phenol dan 3)
Proses Aminasi Chlorobenzene. Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik berupa sistem
pengolahan dan penyediaan air, sistem penyediaan steam, cooling water, dan sistem
pembangkit tenaga listrik.
Kapasitas produksi pabrik Aniline direncanakan 30.000 ton/tahun dengan 330 hari
kerja dalam 1 tahun. Lokasi pabrik direncanakan didirikan di daerah Cilegon,
Banten. Tenaga kerja yang dibutuhkan sebanyak 135 orang dengan bentuk badan
usaha Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur organisasi line and staff.
Dari analisisekonomi diperoleh:
Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 325.814.580.114
Working Capital Investment (WCI) = Rp 57.496.690.608
Total Capital Investment (TCI) = Rp 383.311.270.723
Break Even Point (BEP) = 35,98%
Shut Down Point (SDP) = 22,1%
Pay Out Time before taxes (POT)b = 3,38 years
Pay Out Time after taxes (POT)a = 4,06 years
Return onInvestment before taxes (ROI)b = 46,12%
Return onInvestment after taxes (ROI)a = 36,9%
Discounted cash flow (DCF) = 20,94%
Berdasarkan beberapa paparan di atas, maka pendirian pabrik aniline ini layak
untuk dikaji lebih lanjut, karena merupakan pabrik yang menguntungkan dari sisi
ekonomi dan mempunyai prospek yang relatif cukup baik.
ABSTRACT
PREDESIGN OF ANILIN FROM VAPOUR PHASE NITROBENZEN
HIDROGENATION CAPACITY 30.000 TONS/YEARS
(Design Distillation Column-306 (MD-306))
By
Wildan Arief Rohdina
Aniline is one of the product industry chemicals are used as the raw materials for
Isocynates, Precursor, pesticide, Hidroquinon, Metilen Dianilin. Aniline can be
produced by some of the process is : 1) Process of Vapour phase nitrobenzen
hidrogenation, 2) Procces from Phenol Amination and 3) Procces from
Chlorobenzene Amination. Provision of utility plant needs a treatment system and
water supply, cooling water, ,dan Generator electrical power system.
Capacity of the plant is planned to production aniline is 30.000 tons/year with 330
working days in a year. The location of plant is planned in Cilegon, Banten. Labor
needed in this plant as many as 135 people with a business entityform Limited
Liability Company (PT) with line and staff organizational structure.
From teh economic analysis is obtained :
Fixed Capital Investment (FCI) = Rp 325.814.580.114
Working Capital Investment (WCI) = Rp 57.496.690.608
Total Capital Investment (TCI) = Rp 383.311.270.723
Break Even Point (BEP) = 35,98%
Shut Down Point (SDP) = 22,1%
Pay Out Time before taxes (POT)b = 3,38 years
Pay Out Time after taxes (POT)a = 4,06 years
Return onInvestment before taxes (ROI)b = 46,12%
Return onInvestment after taxes (ROI)a = 36,9%
Discounted cash flow (DCF) = 20,94%
By considering above the summary, it is proper establishment of aniline plant for
studied further, because the plant is profitable and has good prospects future.
Judul Skripsi : PBABAIIICJUIGAT{ PABBIK AI'IILilT DABIIIIDR(X}DTIAII$I ITIITBOBEIIZDI{ NASB UAPKATA$ITAS 3O.(XX} I1ON'f,AIIT'N(Perancangan Flenara Dletilasl ttOO (UD-5O6))
: 1O15O41O54
: Teknik Kimia
: Teknik
Ilr. Ltll+ trgr,mtda. $.Tr. ItI.Sc.mP 196902AA 199703 2 001
nalna Hahasisum : Srildon dfief (rehdho
TPH
nogram Studi
Fakultas
FIEIfiETUJUI
1. I{omisi Pembimbing
DqrmansYah. $.T., ll,T.HrP 198212252A1012 1 005
lt. AzMr[[[,T.NrP. 19660401 199501 1 m1
r. fim Pengqfi
I{EfiE
Selnetaris
PIENQESAIIITAI'I
: Dr, tlllo Hermtda, S.T., ![.Sc.
.$.T., !r.T,
FeqgujiEukan Pembisding: Dr. Jonl dgustfan, 9.T., lt&tc.
Herl *r[-4|l, SLT., IrI.Eng,
17 198705 1 002
Itanggal Lulus Ujian Skripsi : tE Januarl 2OlB
PER}I"YATAAN
Deogan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang
peroah dilakukan oleh orang lain dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak
tEdryat karya atas pendapat yang ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali
!,qg secara tertulis diacu dalam naskah ini sebagaimana diterbitkan dalam daftar
FsCaka Selain itu saya menyatakan pada skripsi ini dibuat oleh saya sendiri.
Apabila pernyataan saya ini tidak benar maka saya bersedia dikenai sangsi sesuai
Lerm yang berlaku.
NPM. 1015041054
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kalianda Lampung Selatan, pada tanggal 16
Juli 1992, sebagai anak keenam dari 6 bersaudara putra dari Bapak
Drs. E Syurnaidi Admina dan Ibu Rohaniah. Penulis
menyelesaikan pendidikan dasar di SD Negeri 04 Pasar Baru pada
tahun 2004, Sekolah Menengah Pertama YPPMA Pasar Baru pada tahun 2007, dan
Sekolah Menengah Atas YPMP 1 Plaju pada tahun 2010.
Pada bulan Juli tahun 2010, penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Teknik
Kimia Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Nasional Masuk
Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) 2010.
Pada bulan Januari tahun 2014, penulis melaksanakan Kerja Praktek di PT.
PERTAMINA (Persero) RU III Palembang, Sumatera Selatan, dengan Tugas
Khusus yaitu “Optimasi Kolom Depropanizer Unit BB-Distiller”. Selain itu,
penulis melakukan penelitian dengan judul “Peningkatan Jumlah Lipid Mikroalga
Dunbaliella Salina dengan Variasi Konsentrasi Nitrogen”. Penelitian Ini juga Telah
dipublikasikan pada Badan Penelitian dan Pengembangan Daerah Provinsi
Lampung 2017. Dengan tema “Inovasi Pembangunan” yang diterbitkan pada 03
Desember 2017 oleh BALITBANGDA Provinsi Lampung.
Selama menjalani masa perkuliahan, penulis mengikuti beberapa organisasi dan
kegiatan yang terdapat di kampus maupun luar kampus diantara lain menjadi
Mahasiswa magang Departemen Hubungan Luar Himatemia FT UNILA Periode
2010/2011, Staff Departemen Hubungan Luar Himatemia FT UNILA Periode
2011/2012 & 2012/2013, Brigadir Muda BEM-FT 2010/2011, Staff Dinas Sosial
Politik BEM-FT Universitas Lampung Periode 2011/2012, Kepala Dinas Sosial
Politik BEM-FT Periode 2013/2014, Ketua Umum Ikatan Keluarga Alumni dan
Pelajar Pesawaran Periode 2010/2015.
SANWACANA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan banyak
kenimatan dan segalanya yang mebuat penulis dapat menyelesaikan tugas akhir
yang berjudul “Prarancangan Pabrik Anilin dari Hidrogenasi Nitrobenzen Fase Uap
Kapasitas 30.000 ton/tahun” dengan baik.
Tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu persyaratan untuk
memperoleh derajat ke sarjanaan (Strata-1) di Jurusan Teknik Kimia Fakultas
Teknik Universitas Lampung.Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan
dan dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis
mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua saya yang sangat saya cintai (Drs E Syurnaidi Admina dan
Rohaniah), dan keluarga besar “Esyad Family” atas dukungan dan motivasinya
baik secara materil dan non materil.
2. Bapak Ir. Azhar, M.T., sebagai Ketua Jurusan Teknik Kimia yang telah
memberikan bantuan untuk kelancaran proses belajar selama di kampus.
3. Ibu Dr. Lilis Hermida, S.T., M.Sc. sebagai dosen Pembimbing I, atas segala
ilmu, kesabaran, saran, dan kritiknya dalam pengerjaan tugas akhir ini.
4. Bapak Darmansyah, S.T. M.T., sebagai Dosen Pembimbing II atas segala ilmu,
kesabaran, saran, cerita dan masukannya dalam pengerjaan tugas akhir.
5. Bapak Dr. Joni Agustian, S.T., M.Sc. sebagai dosen Penguji I, atas segala
masukan, cerita dan pengalaman yang sangat bermakna dalam penyelesaian
tugas akhir ini.
6. Bapak Heri Rustamaji, S.T., M.Eng. sebagai dosen Penguji II, atas kesabaran
dan masukan yang membangun bagi penulis dalam penyelesaian tugas akhir
ini.
7. dr. Anita Nur Charisma, atas segala dukungan, bantuan, waktu, perhatian dan
kesabaran yang dicurahkan saat penyelesaian tugas akhir ini, tiada kata yang
sanggup untuk diucapkan atas bantuan yang selama ini diberikan.
8. Seluruh Dosen dan Staf Teknik Kimia yang telah banyak memberikan ilmu
yang sangat bermanfaat dan membantu kelancaran dalam pengerjaan.
9. Rutoh Brothers, Lord Fahmi Alif Utama Haraap, S.T. warden of the west, Lord
Reza Asmitara, S.T. the king in the north, Lord Tauhid Ashadi, S.T Lord of
Rutoh, Lord Ari “Linggo” Wibowo, S.T. Lord of viavalenisti, ser Alfaiz Radea
Arbianda yang telah menjadi teman diskusi, teman berbagi kesulitan, berbagi
cerita, khususnya tauhid dan linggo yang bersedia membantu secara langsung,
dan selalu berbagi semangat untuk menyelesaikan tugas akhir ini.
10. Saudara – saudara seperjuangan “tekim 10” yaitu : Omen, Vbe, Yunike, Tiwi,
Echa, Tauhid, Sandi, Ari, Sika, Cimut, Umuk, Novi, Ira, Azis, Doko, Octe,
Rangga, Galih, Yudi, Faiz, Okta, Ocol, Fatrin, Wike, Damay, Nur, Mita, Riana,
Via, Putri, Ridho, Reta, Tri Yuni, Ade, Uni, Dwi, Yoan, Niko, Nina, Novrit,
Siska, Bulan, Debora, Yunita, Teo, Ine, Lisa, Remed, Hanif, Beatri, Ayu,
Kokom (yogi) yang sudah menjadi saudara walaupun tak sedarah, terima kasih
telah memberi warna dalam hidup ini, masa depan cerah milik kita semua
kawan.
11. Adik - adik tingkat di Jurusan Teknik Kimia, 2011 (Koplak, tendron, samid,
inok, barik, dai dkk), 2012 (sakha, tari, eliza, candra dkk), 2013 (jijim, mawin,
aduy, alib, della, kipat dkk), 2014 (Nadia, retno, emak, puwala, nina, semem,
bambang dkk), 2015 (Hani “adek favorit 2010”, Monica, Eyi, via, enal, agoy
kribo dkk), 2016 (fransiska salsalina, cece, adel, ali sakti dkk), 2017 a.k.a
Brotherhood of night watch (Topan, fida, ashari, agung maung, didi rawayan,
fikri begal 1, alfred, hot coffee, agta, begal 2, pak de, dila, zahra, markay dkk)
yang banyak memberikan warna-warni selama berada di kampus.
12. Semua pihak yang telah banyak membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini.
Akhir kata penulis berharap Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi banyak
pihak. Terima kasih.
Bandarlampung, 3 Februari 2018
Wildan Arief Rohdina
Motto Dan Persembahan
”Dengan Menyebut Nama Alloh Yang Maha Pengasih Lagi Maha penyayang”
“”
”Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan, maka apabila engkau telah selesai (dari sesuatu urusan) tetaplah
bekerja keras untuk urusan yang lain” (Qs. Al-Insyirah : 6-7)
“Family, Duty, Honor” (House Of Tully)
”Keep on Focus and Believe that Everything Will Be Great ” (Wildan Arief Rohdina, 2010)
“If You Have Knowledge, Let Others Light Their Candles in
it” (Margaret Fuller)
Sebuah Karya
Kupersembahkan dengan sepenuh hati untuk :
Allah SWT, berkat Rahmat dan Ridho-Nya aku dapat menyelesaikan karyaku ini
Kedua Orang Tuaku sebagai pengganti atas pengorbanan yang sudah tak terhitung jumlahnya, terima kasih atas do’a, kasih
sayang dan pengorbanannya selama ini
Sahabat-Sahabatku, Terima kasih telah menjadi bagian hidupku selama ini. Semua cerita hidup ini, akan ku ingat dan
simpan selamanya. Semoga suatu saat nanti kita bersua kembali dengan kisah - kisah kesuksesan kita
Civitas Akademika Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung, Terima kasih atas semua ilmu yang telah diberikan, semoga senantiasa berevolusi untuk menghasilkan produk –
produk akademisi yang lebih baik serta ditunjang dengan akreditasi yang lebih tinggi
iv
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i
ABSTRAK ..................................................................................................... ii
ABSTRACT .................................................................................................... iii
DAFTAR ISI ................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL .......................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2 Kegunaan Produk .......................................................................... 2
1.3 Ketersediaan Bahan Baku ............................................................ 2
1.4 Analisis Pasar ................................................................................ 3
1.5 Pemilihan Lokasi ........................................................................... 5
BAB II DESKRIPSI PROSES
2.1 Jenis-jenis Proses Pembuatan Aniline ............................................ 6
2.2 Tinjauan Thermodinamika ............................................................. 8
2.3 Tinjauan Ekonomi .......................................................................... 14
2.4 Pemilihan Proses ............................................................................ 18
2.5 Uraian Proses ................................................................................. 19
v
BAB III SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK
3.1 Spesifikasi Bahan Baku Utama, Bahan Pembantu dan Produk ... 22
3.1.1 Spesifikasi Bahan Baku ...................................................... 22
3.1.2 Spesifikasi Bahan Pembantu ................................................ 23
3.1.3 Spesifikasi Produk ............................................................... 23
BAB IV NERACA MASSA DAN NERACA PANAS
4.1 Neraca Massa ................................................................................ 24
4.1.1 Drum Separator (DS-105) ................................................... 26
4.1.2 Mixing Point ........................................................................ 27
4.1.3 Reaktor (R-201) ................................................................... 28
4.1.4 Drum Separator (DS-303) ................................................... 29
4.1.5 Menara Distilasi 1 (MD-305) .............................................. 31
4.1.6 Menara Distilasi 2 (MD-306) .............................................. 32
4.2 Neraca Energi ................................................................................ 33
4.2.1 Vaporizer (VP-104) ............................................................. 36
4.2.2 Drum Separator (DS-105) ................................................... 37
4.2.3 Reaktor (R-201) ................................................................... 37
4.2.4 Condensor Parsial (CP-301) ................................................ 38
4.2.5 Heat Exchanger (HE-302) ................................................... 38
4.2.6 Drum Separator (303) ......................................................... 39
4.2.7 Heater (HT-304) .................................................................. 40
4.2.8 Menara Distilasi 1 (MD-305) ............................................... 40
4.2.9 Menara Distilasi 2 (MD-306) ............................................... 41
vi
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN PROSES
5.1 Peralatan Proses ............................................................................. 42
BAB VI UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH
6.1 Unit Pendukung Proses ................................................................. 61
6.2 Pengolahan Limbah ....................................................................... 79
6.3 Laboratorium ................................................................................. 80
6.4 Instrumentasi dan Pengendalian Proses ........................................ 84
BAB VII TATA LETAK DAN LOKASI PABRIK
7.1 Lokasi Pabrik ................................................................................ 87
7.2 Tata Letak Pabrik ......................................................................... 90
7.3 Estimasi Area Pabrik .................................................................... 96
BAB VIII MANAGEMEN DAN ORGANISASI
8.1 Bentuk Perusahaan ........................................................................ 100
8.2 Struktur Organisasi Perusahaan .................................................... 103
8.3 Tugas dan Wewenang ................................................................... 106
8.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan .................................................. 110
8.5 Penggolongan Karyawan dan Jumlah Karyawan .......................... 113
8.6 Status Karyawan dan Sistem Penggajian ...................................... 117
8.7 Kesejahteraan Karyawan ................................................................ 118
8.8 Manajemen Produksi ...................................................................... 122
BAB IX INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI
9.1 Investasi ......................................................................................... 126
9.2 Evaluasi Ekonomi ......................................................................... 130
vii
9.3 Angsuran Pinjaman ....................................................................... 132
9.4 Discounted Cash Flow (DCF) ....................................................... 132
BAB X SIMPULAN DAN SARAN
10.1 Simpulan .................................................................................... 134
10.2 Saran .......................................................................................... 134
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A
LAMPIRAN B
LAMPIRAN C
LAMPIRAN D
LAMPIRAN E
LAMPIRAN F
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Pabrik Nitrobenzen di Dunia ........................................................... 3
Tabel 1.2 Kebutuhan Anilin di Indonesia ....................................................... 3
Tabel 2.1 Harga (∆H0f) Komponen pada Reaksi 1 ......................................... 8
Tabel 2.2 Harga (∆H0f) Komponen pada Reaksi 2 ......................................... 9
Tabel 2.3 Harga (∆H0f) Komponen pada Reaksi 3 .......................................... 10
Tabel 2.4 Harga (∆G0) Komponen pada Reaksi 1............................................ 11
Tabel 2.5 Harga (∆G0) Komponen pada Reaksi 2............................................ 12
Tabel 2.6 Harga (∆G0) Komponen pada Reaksi 3 ........................................... 13
Tabel 2.7 Harga Bahan Baku dan Produk ........................................................ 14
Tabel 2.8 Perbandingan Proses Pembuatan Anilin .......................................... 18
Tabel 4.1 Massa Recycle Nitrobenzen ............................................................. 26
Tabel 4.2 Massa Fresh Feed Nitrobenzen ...................................................... 26
Tabel 4.3 Massa Recycle Drum Separator (DS-105) ...................................... 27
Tabel 4.4 Neraca massa Total di Vaporizer (VP-104) .................................... 27
Tabel 4.5 Neraca massa di Mixing Point ........................................................ 27
Tabel 4.6 Neraca Massa di Reaktor (RE-201) ................................................ 28
Tabel 4.7 Neraca Massa Total di Reaktor (RE-201) ....................................... 29
Tabel 4.8 Neraca Massa Kondenser Parsial dan Drum Separator .................. 30
Tabel 4.9 Neraca Massa di Menara Distilasi 1 (MD-305) .............................. 31
ix
Tabel 4.10 Neraca Massa di Menara Distilasi 2 (MD-306) ............................ 33
Tabel 4.11 Kapasitas Panas Gas ...................................................................... 34
Tabel 4.12 Kapasitas Panas Liquid ................................................................. 35
Tabel 4.13 Kapasitas Panas Cooper Carbonate ............................................... 35
Tabel 4.14 Data Entalpi Pembentukan ............................................................. 36
Tabel 4.15 Data Berat Molekul ....................................................................... 36
Tabel 4.16 Neraca Energi di Vaporizer (VP-104) .......................................... 36
Tabel 4.17 Neraca Energi di Drum Separator (DS-105) ................................ 37
Tabel 4.18 Neraca Energi di Reaktor (RE-201) ............................................... 38
Tabel 4.19 Neraca Energi di Kondenser Parsial (CP-301) .............................. 38
Tabel 4.20 Neraca Energi Fluida Dingin di Heat Exchanger (HE-302) ......... 39
Tabel 4.21 Neraca Energi Fluida Panas di Heat Exchanger (HE-302) ........... 39
Tabel 4.22 Neraca Energi Drum Separator (DS-303) ..................................... 40
Tabel 4.23 Neraca Energi Heater (HT-304) .................................................... 40
Tabel 4.24 Neraca Energi Menara Distilasi 1 (MD-305) ................................. 40
Tabel 4.25 Neraca Energi Menara Distilasi 2 (MD-306) ................................. 41
Tabel 5.1 Spesifikasi Spherical Tank Hidrogen ............................................... 42
Tabel 5.2 Spesifikasi Gas Expander ................................................................ 42
Tabel 5.3 Spesifikasi Tangki Penyimpanan Nitrobenzen ................................ 43
Tabel 5.4 Pompa Nitrobenzen .......................................................................... 43
Tabel 5.5 Spesifikasi Vaporizer ....................................................................... 44
Tabel 5.6 Spesifikai Separator ......................................................................... 45
Tabel 5.7 Spesifikasi Heater ............................................................................ 45
Tabel 5.8 Spesifikasi Reaktor Fixed Bed Multitubullar................................... 46
x
Tabel 5.9 Spesifikasi Kondenser Parsial .......................................................... 47
Tabel 5.10 Spesifikasi Heat Exchanger ........................................................... 47
Tabel 5.11 Spesifikasi Drum Separator ........................................................... 48
Tabel 5.12 Pompa Drum Separator .................................................................. 49
Tabel 5.13 Spesifikasi Heater .......................................................................... 49
Tabel 5.14 Spesifikasi Menara Distilasi 1........................................................ 50
Tabel 5.15 Spesifikasi Kondenser .................................................................... 51
Tabel 5.16 Spesifikasi Akumuator ................................................................... 51
Tabel 5.17 Spesifikasi Pompa .......................................................................... 52
Tabel 5.18 Spesifikasi Pompa .......................................................................... 52
Tabel 5.19 Spesifikasi Pompa .......................................................................... 53
Tabel 5.20 Spesifikasi Reboiler ....................................................................... 53
Tabel 5.21 Spesifikasi Pompa .......................................................................... 54
Tabel 5.22 Spesifikasi Menara Distilasi 2........................................................ 55
Tabel 5.23 Spesifikasi Cooler .......................................................................... 55
Tabel 5.24 Spesifikasi Akumulator .................................................................. 56
Tabel 5.25 Spesifikasi Pompa .......................................................................... 56
Tabel 5.26 Spesifikasi Pompa .......................................................................... 57
Tabel 5.27 Spesifikasi Pompa .......................................................................... 58
Tabel 5.28 Spesifikasi Reboiler ....................................................................... 58
Tabel 5.29 Spesifikasi Pompa .......................................................................... 59
Tabel 5.30 Spesifikasi Tangki Anilin............................................................... 59
Tabel 6.1 Kebutuhan Air Pendingin ............................................................... 64
Tabel 6.2 Peralatan yang Membutuhkan Steam .............................................. 67
xi
Tabel 6.3 Kebutuhan Air Pabrik ..................................................................... 69
Tabel 6.4 Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian ............ 85
Tabel 6.5 Pengendalian Variabel Utama Proses ............................................. 86
Tabel.7.1 Perincian luas area Pabrik Anilin .................................................... 96
Tabel 8.1 Jadwal kerja masing - masing regu ................................................. 112
Tabel 8.2 Jumlah Karyawan ............................................................................ 113
Tabel 8.3 Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat Proses ............................. 114
Tabel 8.4 Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat Utilitas ........................... 115
Tabel 8.5 Perincian Jumlah Karyawan Berdasarkan Jabatan........................... 115
Tabel 9.1 Fixed capital investment ................................................................. 127
Tabel 9.2. Manufacturing cost ........................................................................ 129
Tabel 9.3. General expenses ........................................................................... 130
Tabel 9.4 Hasil Uji Kelayakan Ekonomi ........................................................ 133
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1. Grafik Impor Anilin di Indonesia ............................................... 4
Gambar 1.2. Peta Lokasi Pabrik Anilin .......................................................... 5
Gambar 4.1. Aliran Massa Drum Separator (DS-105) .................................... 26
Gambar 4.2. Aliran Massa Reaktor (RE-201) .................................................. 28
Gambar 4.3. Aliran Massa Drum Separator (DS-303) .................................... 29
Gambar 4.4. Aliran Massa Menara Distilasi (MD-305) .................................. 31
Gambar 4.5. Aliran Massa Menara Distilasi (MD-306) .................................. 32
Gambar 6.1. Cooling Tower ............................................................................ 66
Gambar 6.2. Diagram Cooling Water System ................................................. 67
Gambar 6.3. Daerator ..................................................................................... 69
Gambar 6.4. Diagram Alir Pengolahan Air .................................................... 70
Gambar 7.1. Tata Letak Pabrik ....................................................................... 94
Gambar 7.2. Tata Letak Alat Proses ............................................................... 98
Gambar 7.3. Peta Kota Cilegon ....................................................................... 99
Gambar 8.1. Struktur Organisasi Perusahaan ................................................. 105
Gambar 9.1. Kurva Break Even Point dan Shut Down Point ........................... 132
Gambar 9.2. Kurva Cummulative Cash Flow metode DCF ............................ 133
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan industri di Indonesia pada zaman ini mengalami peningkatan
di segala bidang, terutama untuk industri-industri kimia yang bersifat padat modal
dan teknologi yang canggih. Salah satu bahan industri kimia yang sangat yang sangat
diperlukan dalam industri kimia adalah Anilin.
Anilin merupakan salah satu senyawa intermedite yang digunakan dalam
produksi methyl di-penylene isocyanate (MDI), sebagai bahan baku urethane.
( Mannsvilee,1992)
Anilin merupakan senyawa berbentuk cairan tidak berwarna dengan rumus
kimia C6H7N. Senyawa ini dihasilkan dari proses hidrogenasi dengan bahan baku
Nitrobenzen. Anilin dapat berfungsi antara lain sebagai bahan penghasil
Isocyanates, bahan kimia pembuat karet, bahan pembuat pestisida dan lainnya
(Nasir, 2012).
Kebutuhan Anilin di Indonesia dari tahun ke tahun semakin meningkat,
akan tetapi untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri Indonesia masih mengandalkan
impor. Negara pengimpor Anilin yaitu dari Amerika Serikat, Brazil dan India.
Melihat kebutuhan Anilin yang tinggi pada masa sekarang ini, seiring
dengan industri-industri pemakainya yang semakin meningkat, maka pendirian
2
pabrik Anilin dirasa sangat perlu. Hal ini bertujuan mengurangi impor Anilin dan
membuka tenaga kerja baru.
Jumlah pengangguran yang semakin bertambah sejak krisis ekonomi
menjadi beban bagi pemerintah untuk menyediakan lapangan kerja. Pendirian pabrik
Anilin ini diharapkan dapat mengurangi jumlah pengangguran. Selain itu, pendirian
pabrik Anilin ini dapat menjadi perintis pendirian pabrik – pabrik yang yang
memproduksi Anilin secara khusus maupun pabrik-pabrik yang menggunakan
Anilin sebagai bahan bakunya.
1.2 Kegunaan Produk
Anilin mempunyai kegunaan yang amat luas di dalam industri kimia,
diantaranya :
1. Bahan penghasil Isocyanates
2. Bahan kimia pembuat karet
3. Bahan pembuat pestisida
4. Bahan pewarna dan pigmen
5. Bidang farmasi untuk obat-obatan.
6. Bahan pembuat resin.
7. Bahan pembuat parfum.
8. Bahan pembuat kimia untuk photografi (Hidroquinon), dll.
1.3 Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku pembuatan aniline yang berupa nitrobenzene, di Impor dari Du
Pont Beaumont, Tex. Pabrik Du Pont Beaumont, Tex beroperasi dengan kapasitas
197.313 ton/tahun. Data menganai produsen, kapasitas pabrik nitrobenzene diluar
3
negeri dapat diihat pada tabel 1.2 . Sedangkan bahan baku berupa hidrogen diperoleh
dari PT. Air Liquid yang berlokasi di Cilegon, Banten. Pabrik PT. Air Liquid
beroperasi dengan kapasitas 1.500 m3/jam.
Tabel 1.1 Pabrik Nitrobenzene di Dunia (www.icis.com, 2005)
Produsen Kapasitas (ton/tahun)
BASF, Geismar, LA 272.155
Du Pont, Beaumont, Tex 197.313
First Chemical, Baytown, Tex 154.221
First Chemical, Pascagoula, Miss 226.796
Rubicon, Geismar, LA 517.095
Total 1.367.580
Ditinjau dari segi ketersediaan bahan baku, maka bahan baku nitrobenzene dan
hidrogen dapat terpenuhi.
1.4 Prospek Pasar
Kapasitas pabrik ditentukan dari beberapa faktor, yaitu besarnya kebutuhan
dalam negeri dan kebutuhan dunia, ketersediaan bahan baku, dan kapasitas
minimum-maksimum pabrik yang telah berdiri. Kebutuhan aniline di Indonesia
dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 1.2 Kebutuhan Aniline di lndonesia (BPS, 2014)
Tahun Kebutuhan (ton/tahun)
2011 33.726,22
2012 35.628,5
2013 42.937,68
2014 46.481,37
2015 48.317,99
4
Dari tabel 1.2, kebutuhan aniline di Indonesia dapat diperkirakan
mengalami peningkatan dari segi kuantitatif seperti terlihat pada gambar 1.1
Gambar 1.1 Grafik Impor Aniline di Indonesia
Pabrik aniline direncanakan dibangun dan akan beroperasi secara
komersial pada tahun 2024. Dari hasil ekstrapolasi grafik di atas dengan
menggunakan metode polinomial, dapat diperkirakan bahwa impor aniline di
Indonesia pada tahun 2024 sebesar 54.647,64 ton atau sekitar 54,89% dari total
kebutuhan.
Berdasarkan data di atas, kebutuhan akan aniline meningkat dari
tahun ke tahun. Dengan didirikannya pabrik aniline dengan kapasitas 30.000
ton/tahun di tahun 2024, diharapkan dapat memenuhi kebutuhan aniline di
Indonesia dan sebagian besar diekspor ke luar negeri. Di samping itu, dengan
adanya pabrik aniline dapat membuka lapangan pekerjaan baru dan memicu
berdirinya pabrik lain yang menggunakan bahan baku aniline. Berdasarkan
y = 278,34x2 + 1E+06x - 1E+09R² = 0,9592
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
2010 2011 2012 2013 2014 2015
5
pertimbangan tersebut, maka pabrik aniline ini layak didirikan di Indonesia.
1.5 Lokasi Pabrik
Penentuan lokasi pabrik merupakan hal penting dalam perancangan suatu
pabrik karena merupakan salah satu faktor yang menentukan kelangsungan,
perkembangan, dan keuntungan pabrik yang akan didirikan secara teknis maupun
ekonomis di masa yang akan datang. Lokasi yang dipilih untuk pembangunan
pabrik aniline adalah di Cilegon, Banten. Pertimbangan utama dalam penentuan
lokasi pabrik aniline didasarkan pada sumber bahan baku. Bahan baku hidrogen
diperoleh dari PT Air Liquide yang berlokasi di Cilegon, Banten. Sumber bahan
baku hidrogen yang terletak dekat dengan lokasi pabrik dapat menghemat biaya
transportasi dan juga dapat menjaga ketersediaan bahan baku yang
berkesinambungan. Sedangkan bahan baku nitrobenzene diperoleh dari Du Pont,
Beaumont, Tex. Terdapatnya sarana pelabuhan yang terletak di Cilegon akan
mempermudah transportasi bahan baku nitrobenzene.
Gambar 1.2 Peta Lokasi Pabrik Aniline
6
BAB II
DESKRIPSI PROSES
2.1 Proses- proses reaksi Pembuatan Anilin :
Aniline dapat diproduksi dengan beberapa macam proses, antara lain :
1. Proses Hidrogenasi Nitrobenzene Fase Uap
Proses hidrogenasi nitrobenzene fase uap adalah proses pembuatan aniline
dari nitrobenzene fase uap yang direaksikan dengan hidrogen pada suhu 229,85
– 289,85 ºC.
Cu
C6H5NO2 (g) + 3 H2 (g) C6H5NH2 (g) + 2 H2O (g) (1.1)
nitrobenzene hidrogen aniline air
Sebelum masuk reaktor, nitrobenzene terlebih dahulu diumpankan ke
vaporizer untuk diuapkan. Campuran nitrobenzene dalam fase uap dan hidrogen
masuk ke reaktor fixed bed multitube yang berisi katalis Cu. Reaksi terjadi pada
tekanan atmosferis dengan perbandingan mol umpan nitrobenzene dan hidrogen
sebesar 1 : 10. Konversi yang diperoleh sebesar 98 % (Petrov, 1990).
Setelah keluar reaktor, campuran hasil reaksi yang terdiri dari aniline,
hidrogen, nitrobenzene, dan air dikondensasikan yang selanjutnya menuju tahap
pemisahan. Hidrogen dipisahkan dan direcycle kembali menuju reaktor.
Kemudian crude aniline dimurnikan dengan distilasi dan nitrobenzene sisa
7
direcycle kembali sebagai umpan.
2. Proses aminasi dengan phenol
Pada reaksi ammonia dengan phenol merupakan proses pembuatan aniline
dengan mereaksikan ammonia dengan phenol cair. Reaksi berlangsung pada suhu
370 ºC dan tekanan 17,3 atm.
C6H5OH(aq) + NH3(aq) C6H5NH2(aq) + H2O(aq) (1.5)
phenol ammonia aniline air
Katalis yang digunakan adalah Al2O3.SiO2. Dengan ammonia berlebih
(20:1), yield terhadap phenol lebih besar 96 % dan yield terhadap ammonia
sebesar 80 %. Produk samping diphenylamine, triphenylamine, dan carbazole.
(Ullman’s, 1999)
3. Proses Aminasi Klorobenzene
Proses Aminasi Klorobenzene adalah proses pembuatan anilin dengan mereaksikan
klorobenzene dengan amonia cair.
C6H5Cl(aq) + NH3(aq) C6H5NH2(aq) + HCl(aq) (1.5)
Klorobenzen Amonia Anilin Asam klorida
Klorobenzen cair dialirkan ke rolled steel autoclave yang disusun secaara
horizontal. Katalis yang digunakan adalah cuprous oxide . Sekitar 0,1 mol
cuprous oxide dan 4- 5 mol dari 28-30 % amonia ditambahkan per mol
8
klorobenzene. Reaksi dimulai pada suhu 180oC kemudian dipertahankan pada
suhu 210- 220oC dengan pengadukan konstan. Tekanan berkisar 750 – 850 Psi.
Yield yang di peroleh dari reaksi ini 85 – 90 % terhadap klorobenzene.
2.2 Tinjauan Termodinamika
1. Panas Pembentukan Standard (∆Hof)
Tinjauan secara termodinamika ditujukan untuk mengetahui sifat reaksi(
endotermis/ eksotermis) dan reaksi berlangsung secara spontan atau tidak.
Penentuan sifat reaksi eksotermis atau endotermis dapat ditentukan dengan
perhitungan panas pembentukan standard (∆Hof) pada P=1 atm dan T= 298,15 K.
Pada proses pembentukan Aniline terjadi reaksi sebagai berikut :
- Reaksi 1 :
Cu
C6H5NO2 (g) + 3 H2 (g) C6H5NH2 (g) + 2 H2O (g) (1.1)
Harga (∆Hof) masing- masing komponen pada suhu 298,15 K dapat dilihat pada
Tabel 2.1 sebagai berikut:
Tabel 2.1 Harga (∆Hof) masing- masing komponen
Komponen Harga ∆Hof (kj/mol)
C6H5NO2 -67,60
H2 0
C6H5NH2 86,86
H2O -241,80
( Yaws,1999)
9
∆Hof 298,15 K = ∆Hof produk - ∆Hof reaktan
= (∆Hof C6H5NH2 +∆Hof 2 H2O) – (∆Hof C6H5NO2 + ∆Hof 3 H2 )
= [86,86 + ( 2 x (- 241,80)] – [-67,60]
= - 329,59 kj/mol
∆Hor 523,15 K = ∆Hor 298,15 K + (Cp produk - Cp reaktan) x (T-Tref)
= (-329,59 + (185,76 + 2 x 35,86) – (193,33 + 29,35) x (523,15-
298,15)
∆Hor 523,15 K = -66.327,75 kJ/jam
Karena harga ∆Hor 523,15 K negatif, maka reaksi bersifat eksotermis.
- Reaksi 2 :
C6H5OH(aq) + NH3(aq) C6H5NH2(aq) + H2O(aq) (1.5)
Harga (∆Hof) masing- masing komponen pada suhu 298,15 K dapat dilihat
pada Tabel 2.1 sebagai berikut:
Tabel 2.2 Harga (∆Hof) masing- masing komponen
Komponen Harga ∆Hof (kj/mol)
C6H5OH -96,36
NH3 -45,90
C6H5NH2 86,86
H2O -241,80
( Yaws,1999)
10
∆Hof 298,15 K = ∆Hof produk - ∆Hof reaktan
= (∆Hof C6H5NH2 +∆Hof H2O) – (∆Hof C6H5OH + ∆Hof NH3)
= [86,86 + (- 241,80)] – [-96,36 +(- 45,90)]
= - 254,48 kj/mol
∆Hor 643,15 K = ∆Hor 298,15 K + (Cp produk - Cp reaktan) x (T-Tref)
= (-254,48 + (185,76 + 2 x 35,86) – (39,70 + 33,55) x (643,15-
298,15)
∆Hor 643,15 K = -18.173,2 kJ/jam
Karena harga ∆Hor 643,15 K negatif, maka reaksi bersifat eksotermis.
- Reaksi 3
C6H5Cl(aq) + NH3(aq) C6H5NH2(aq) + HCl(aq) (1.5)
Harga (∆Hof) masing- masing komponen pada suhu 298,15 K dapat dilihat pada
Tabel 2.1 sebagai berikut:
Tabel 2.3 Harga (∆Hof) masing- masing komponen
Komponen Harga ∆Hof (kj/mol)
C6H5Cl 51,84
NH3 -45,90
C6H5NH2 86,86
HCl -92,30
( Yaws,1999)
∆Hof 298,15 K = ∆Hof produk - ∆Hof reaktan
11
= (∆Hof C6H5NH2 +∆Hof HCl) – (∆Hof C6H5Cl + ∆Hof NH3)
= [86,86 + (- 92,30)] – [51,84 + (- 45,90)]
= 0,5 kj/mol
∆Hor 483,15 K = ∆Hor 298,15 K + (Cp produk - Cp reaktan) x (T-Tref)
= (0,5 + (185,76 + 2 x 35,86) – (64,96 + 33,55) x (483,15-
298,15)
∆Hor 483,15 K = -17.966,15 kJ/jam
Karena harga ∆Hof 298,15 K Positif, maka reaksi bersifat endotermis.
2.3 Energi Bebas Gibbs (ΔGof)
Perhitungan neraca gibbs (ΔG) digunakan untuk meramalkan arah reaksi kimia
cenderung spontan atau tidak. ΔG bernilai positif (+) menunjukkan bahwa
reaksi tersebut tidak dapat berlangsung secara spontan, sehingga dibutuhkan
energi tambahan dari luar yang cukup besar. Sedangkan ΔG bernilai negatif (-)
menunjukkan bahwa reaksi tersebut dapat berlangsung secara spontan dan
hanya sedikit membutuhkan energi.
- Reaksi 1
Cu
C6H5NO2 (g) + 3 H2 (g) C6H5NH2 (g) + 2 H2O (g) (1.1)
Harga (∆Gof) masing- masing komponen pada suhu 298,15 K dapat dilihat
pada Tabel 2.1 sebagai berikut:
Tabel 2.4 Harga (∆Gof) masing- masing komponen
12
Komponen Harga ∆Gof (kj/mol)
C6H5NO2 158,00
H2 0
C6H5NH2 166,69
H2O -228,60
(Yaws,1999)
∆Gof 298,15 K = ∆Gof produk - ∆Gof reaktan
= (∆Gof C6H5NH2 +∆Gof 2 H2O) – (∆Gof C6H5NO2 + ∆Gof 3 H2 )
= [166,69 + ( 2 x (- 228,60)] – [158,00]
= - 667,080 kj/mol
Karena harga ∆Gof 298,15 K negatif, maka reaksi berlangsung secara spontan.
- Reaksi 2:
C6H5OH(aq) + NH3(aq) C6H5NH2(aq) + H2O(aq) (1.5)
Harga (∆Gof) masing- masing komponen pada suhu 298,15 K dapat dilihat
pada Tabel 2.1 sebagai berikut:
Tabel 2.5 Harga (∆Gof) masing- masing komponen
Komponen Harga ∆Gof (kj/mol)
C6H5OH -32,89
NH3 -16,40
C6H5NH2 166,69
H2O -288,60
13
( Yaws,1999)
∆Gof 298,15 K = ∆Gof produk - ∆Gof reaktan
= (∆Gof C6H5NH2 +∆Gof 2 H2O) – (∆Gof C6H5OH + ∆Gof NH3)
= [166,69+ ( 2 x (-288,60)] – [-32,89+(-16,40)]
= - 361,22 kj/mol
Karena harga ∆Gof 298,15 K negatif, maka reaksi berlangsung secara spontan.
- Reaksi 3 :
C6H5Cl(aq) + NH3(aq) C6H5NH2(aq) + HCl(aq) (1.5)
Harga (∆Gof) masing- masing komponen pada suhu 298,15 K dapat dilihat
pada Tabel 2.1 sebagai berikut:
Tabel 2.6 Harga (∆Gof) masing- masing komponen
Komponen Harga ∆Gof (kj/mol)
C6H5Cl 99,16
NH3 -16,40
C6H5NH2 166,69
HCl -95,30
( Yaws,1999)
∆Gof 298,15 K = ∆Gof produk - ∆Gof reaktan
= (∆Gof C6H5NH2 +∆Gof HCl) – (∆Gof C6H5Cl + ∆Gof NH3)
= [166,69 + (- 95,30)] – [99,16 + (- 16,40)]
= - 44,17 kj/mol
Karena harga ∆Gof 298,15 K negatif, maka reaksi berlangsung secara spontan.
14
2.3 Tinjauan Ekonomi
Tinjauan ekonomi ditujukan untuk melihat keuntungan yang diperoleh dari setiap
reaksi yang ada untuk memproduksi aniline
Tabel 2.7 Harga bahan baku dan produk
Bahan Harga dalm $/ ton Harga dalam Rp/ton
Nitrobenzene 511 6.905.143,00
Amonia 386 4.728.873,00
Fenol 1.370 15.567.310,00
NH4Cl 180 2.043.340,00
Reaksi 1
C6H5NO2 (g) + 3 H2 (g) C6H5NH2 (g) + 2 H2O (g)
Konversi :98%
Rasio molar : 1:10
Kapasitas DPA : 30.000 ton/ tahun : 30.000.000 kg/tahun
Mol DPA = Massa DPA
BM DPA =
30.000.000
93 = 322.133,8 kmol
Konversi Nitrobenzene = Mol Nitrobenzen yang bereaksi
mol nitrobenzene yang masuk reaktor x faktor stoikiometri
Mol Nitrobenzene yang msuk reaktor = mol DPA yang dihasilkan
koversi nitrobenzene x faktor stoikiometri
= 322.133,8
98% x 1
= 651.678,08 kmol
Mol Hidrogen yang masuk reaktor = mol nitrobenzene x 10 x 1
2
= 3.258.390,4 kmol
15
Mol nitrobenzene yang beraksi = 98% x 651.678,08 = 638.644,52 kmol
Mol Nitrobenzene yang tidak beraksi
= mol Nitrobenzene masuk – mol nitrobenzene bereaksi
= 13.033,56 kmol
Massa nitrobenzene yang dibutuhkan
= 651.678,08 kmol x 123 kg/kmol
= 80.156.394 kg = 80.156 ton
Massa hidrogen yang di butuhkan
= 3.258.390,4 kmol x 2
= 6.516.780,8 kg = 6.516 ton
Harga nitrobenzene yang dibutuhkan
= 80.156 x 6.905.143
= Rp 5.53.488.642.911,00
Harga Hidrogen yang dibutuhkan
= 6.516 x 4.053.900
= 2.495.580.849,00
Harga DPA yang di hasilkan = 30.000 x Rp 28.377.300
= 8.513.199.786.889,00
Untung = Harga Produk – Harga Reaktan
= Rp 2.978.303.579.122 /tahun
Reaksi 2
C6H5OH(aq) + NH3(aq) C6H5NH2(aq) + H2O(aq)
Konversi = 85%
16
Kapasitas DPA = 30.000 ton/tahun = 30.000.000 kg/ tahun
Mol = Massa DPA
BM DPA =
30000.000
169 kg/kmol = 177.514,08 kmol
Konversi klorobenzene =mol klobenzene yang beraksi
mol amonia yang masuk reaktor
Mol amonia masuk reaktor =mol DPA yang dihasilkan
konversi amonia x faktor stoikiometri
= 177.514,08
85% x 2
= 449.402,734 kmol
Mol amonia yang masuk reaktor = mol klorobenzene yang masuk reaktorx3x1
2
= 647.104,1 kmol
Konversi Klorobenzene = mol korobenzene yang bereaksi
mol klorobenzene masuk reaktor
Mol klorobenzene bereaksi
= konversi klorobenzene x mol klorobrnzene masuk reaktor
= 381.992,33 kmol
Mol klorobenzene tidak bereaksi
= mol klorobenzene masuk – mol klorobenzene bereaksi
=67.410,41 kmol
Massa klorobenzene yang dibutuhkan
= 42.293.291,9 kg
= 42.293 ton
Massa amonia yang dibutuhkan
= 11.479.992,8 kg
= 11.479 ton
Harga klorobenzene yang dibtuhkan
17
= 6.583.882.428.739,00
Harga Amonia yang dibutuhkan
= 54.282.733.299.678,00
Harga DPA yang dihasilkan
= 5.101.356.463.771,00
Untung = harga produk – harga reaktan
= 3.428.272.992.569,00
Reaksi 3
C6H5Cl(aq) + NH3(aq) C6H5NH2(aq) + HCl(aq)
Konversi = 95%
Kapasitas DPA = 30.000 ton/ tahun = 30.000.000 kg/ tahun
Mol = Massa DPA
BM DPA =
30000.000
93 kg/kmol = 322.580,65 kmol
Mol HCl= mol HCl x BM
= 58064551,7 kg = 580645 ton
Mol phenol = mol DPA di hasilkan
yield x faktor stoikiometri
= 680854,08 kmol
Mol phenol yang bereaksi = konversi x mol n yang masuk
= 228087,33 kmol
Mol phenol yang tidak bereaksi = mol phenol masuk – mol phenol bereaksi
= 423590,75 kmol
Massa phenol yang dibutuhkan = 52101,70 ton
Harga nitrobenzene yang dibutuhkan = 2.816.824.686.880,00
18
Harga HCl yang dihasilkan = 17.420.100.000,00
Untung = Harga produk – harga reaktan
= Rp 70.337.254.500,00
2.3 Pemilihan Proses
Perbandingan dari beberapa proses pembuatan aniline dapat dilihat pada tabel 2.8
dibawah ini.
Tabel 2.8 Perbandingan dari beberapa proses pembuatan aniline
No Sifat
Proses
Hidrogenasi
Nitrobenzene Fase
Uap
Ammonia
dengan Phenol
Aminasi
Klorobenzene
1.Kemurnian
Produk
Yield = 99% Yield = 85% Yield = 95%
2. Katalis Silica
supported
copper
Gel Alumina Asam klorida
3. Temperatur 270oC 200oC 450oC
4.Tinjauan
Termodinami
Reaksi
Eksotermis dan
Reaksi
Eksotermis
Reaksi
Endotermis dan
19
ka berlangsung
spontan
dan
berlangsung
spontan
berlangsung
spontan
5. Kelebihan Yield tinggi
dan konversi
tinggi
Yield Tinggi Yield tinggi
6. Kerugian Suhu operasi
tinggi dan
terbentuknya
Dibutuhkan
peralatan
tahan korosi
dan tekanan
Dibutuhkan
tekanan tinggi
untuk menjaga
fase liquid
Dalam prarancangan pabrik Aniline ini dipilih proses Hidrogenasi Nitrobenzen
Fase uap untuk memperoleh produk utama Anline karena :
1. Menghasilkan yield yang tinggi
2. Impuritas yang sedikit
3. Tidak ada hasil sampingnya
2.4 Uraian Proses
Secara umum reaksi pembuatan aniline dari nitrobenzene dan
hidrogen dapat dibagi menjadi 3 tahap, yaitu:
a. Tahap persiapan bahan baku
Nitrobenzene cair dengan kemurnian 99,8 % dari tangki ST-102 pada suhu
35 ºC dicampurkan dengan nitrobenzene hasil bawah menara distilasi
20
02 (MD-306) pada suhu 210,3 ºC dan recycle vaporizer pada suhu 210,08 ºC.
Suhu campuran umpan nitrobenzene tersebut sebesar 111,2 ºC. Selanjutnya,
nitrobenzene dialirkan dengan menggunakan pompa (P-03) menuju vapoizer (VP)
untuk diuapkan.
Hasil yang terbentuk dialirkan menuju Drum separator (DS-105) untuk
ditampung dan dipisahkan antara uap yang terbentuk dan yang masih berwujud
cairan. Cairan diumpankan kembali menuju vaporizer sebagai arus recycle dan
uap yang telah dipisahkan selanjutnya dialirkan menuju Reaktor (RE-201). Umpan
hidrogen murni diekspansi menggunakan gas expander (GE) menjadi 1,9 atm dan
bercampur dengan hidrogen recycle dari drum separator (DS-303) kemudian
dialirkan menuju HE-302 untuk dipanaskan sampai 182 oC. Arus gas keluaran
HE-301 dan DS-105 bercampur menuju reaktor (R-201) sebagai umpan masuk.
b. Tahap pengolahan
Bahan baku nitrobenzene dan hidrogen masuk reaktor fixed bed multitube dalam
fase gas. Reaktor beroperasi pada rentang suhu 229,85- 289,85 ºC dan tekanan
1,2 atm dengan katalis copper.
Reaksi yang terjadi adalah reaksi eksotermis, sehingga perlu dilakukan
pengambilan panas. Panas yang dihasilkan dari reaksi diserap oleh media pendingin
cooling water.
c. Tahap pemurnian produk
Tahap ini bertujuan untuk memisahkan produk dengan sisa reaktan maupun
impuritas lain sehingga diperoleh spesifikasi produk yang diinginkan. Pada tahap
ini juga dilakukan penyesuaian kualitas produk yang dihasilkan dengan produk
21
serupa yang ada di pasaran.
Gas produk keluaran reaktor pada suhu 250 ºC dikondensasikan pada CP-301
dan kemudian produk yang sudah terkondensasi didinginkan pada HE-302 dengan
media pendingin hidrogen hingga suhu produk mencapai 50 0C. Keluar dari heat
exchanger, produk dialirkan menuju drum separator (DS-303) untuk dipisahkan
antara non condensable gas dan condensable gas. Non condensable gas yang berupa
hidrogen direcycle dan bercampur dengan umpan hidrogen murni. Sedangkan
komponen yang berupa cairan dialirkan dengan pompa (P-06) menuju Heater
(HT-304) untun dipanaskan hingga suhu yang dibutuhkan untuk umpan masuk ke
menara distilasi 1 (MD-305), kemudian setelah suhu sesuai dengan kebutuhan
kemudian produk dialirkan menuju menara distilasi 1 (MD-305) untuk dipisahkan
antara campuran produk dengan air dan benzen. Hasil atas yang sebagian besar
adalah benzen dan air dialirkan ke unit IPAL untuk ditreatment terlebih dahulu
sebelum dibuang ke lingkungan dan hasil bawah yang sebagian besar aniline
selanjutnya didistilasi lagi di menara distilasi 02 (MD-306) untuk memperoleh
spesifikasi produk yang sesuai dengan pasar. Hasil bawah MD-02 yang berupa
nitrobenzene dan sedikit aniline dialirkan kembali ke Tee 01 sebagai arus recycle.
Hasil atas berupa aniline didinginkan di CO-307 sampai suhu 30 ºC. Aniline yang
sudah memenuhi spesifikasi produk disimpan dalam ST-401 dan siap untuk
dipasarkan.
22
BAB III
DESKRIPSI PROSES
3.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk
3.1.1 Spesifikasi Bahan Baku
1. Nitrobenzene
- Rumus molekul : C6H5NO2
- Berat molekul : 123,112 gram/mol
- Wujud : Cair
- Titik didih : 210,8 ºC
- Kemurnian : 99,8 %
- Impuritas : 0,1 % H2O
0,1 % C6H6
(Du Pont, 2015)
2. Hidrogen
- Rumus molekul : H2
- Berat molekul : 2,016 gram/mol
- Wujud : Gas
- Titik didih : - 259,2 ºC
- Kemurnian : min 100 %
(Air Liquide, 2015)
23
Spesifikasi Bahan Pendukung
1. Katalis
- Jenis
:Katalis copper dengan campuran
chromium dan nickel
- Wujud
: Granular
- Diameter
: 6 mm
- Porositas
- Bulk density
: 0,5
: 1.600 kg/m3
(Maria, 2010)
3.1.2 Spesifikasi Produk
1. Aniline
- Rumus molekul : C6H7N
- Berat molekul : 93,129 gram/mol
- Wujud : Cair
- Titik didih : 184,45 ºC
- Kemurnian : 99,9 %
- Impuritas : 0,1 % H2O
0,003 % C6H5NO2
(Du Pont, 2015)
160
X. SIMPULAN DAN SARAN
10.1 Simpulan
Berdasarkan hasil analisis ekonomi yang telah dilakukan terhadap Prarancangan
Pabrik Aniline dari Hidrogenasi Nitrobenzene Fase Uap dengan kapasitas 30.000
ton/tahun dapat ditarik simpulan sebagai berikut :
1. Percent Return on Investment (ROI) sesudah pajak adalah 36,9%.
2. Pay Out Time (POT) sesudah pajaka dalah 4,06 tahun
3. Break Even Point (BEP) sebesar 35,98% dimana syarat umum pabrik di
Indonesia adalah 30 – 60 % kapasitas produksi. Shut Down Point (SDP)
sebesar 22,10%, yakni batasan kapasitas produksi 20 – 30 % sehingga
pabrik masih dapat berproduksi karena mendapat keuntungan.
4. Discounted Cash Flow Rate of Return (DCF) sebesar 20,94%, lebih besar
dari suku bunga bank sekarang sehingga investor akan lebih memilih
untuk berinvestasi ke pabrik ini dari pada ke bank.
10.2 Saran
Pabrik Aniline dari Hidrogenasi Nitrobenzene Fase Uap dengan kapasitas 30.000
ton/tahun sebaiknya dikaji lebih lanjut baik dari segi proses maupun ekonominya.
DAFTAR PUSTAKA
Alibaba Group. 2017. Product Price. http://www.alibaba.com. Diakses pada 15
Maret 2017.
Banchero, Julius T., and Walter L. Badger. 1955. Introduction to Chemical
Engineering. McGraw Hill : New York.
Bank Indonesia. 2015. NilaiKurs. www.bi.go.id. Diakses 4 Oktober 2017.
Brownell.L.E. and Young.E.H., 1959, Process Equipment Design 3ed, John Wiley
& Sons, New York.
Coulson.J.M. and Ricardson.J.F., 1983, Chemical Engineering vol 6, Pergamon
Press Inc, New York.
Chucani, G., Dominguez, R.M., Rotinov, A; Qujiano, J., Valencia, C., Vicente,
B., and Franco, D. 1999. Elimination Kinetics Of 𝛽 −hidroxynitriles in the
gas phase. Vol. 12, page 19-23. J.Org. Chem. USA.
Dimian, A. C., and Bildea, C. S., 2008, Chemical Process Design, Wiley-VCH
Verlag GmbH & Co. Kga A, Weinhem, Germany.
Environmental Protection Agency, 1984, Locating Estimating Air Emissions From
Sources of Acrylonitrile, USA.
Geankoplis.Christie.J., 1993, Transport Processes and unit Operation 3th ed,
Allyn & Bacon Inc, New Jersey.
Google Map. 2016. Area Sungai Cidanau – Banten. Diakses pada 20 Februari
2016.
Himmeblau.David., 1996, Basic Principles and Calculation in Chemical
Engineering, Prentice Hall Inc, New Jersey.
Kern, Donald Q. 1965. Process Heat Transfer. Mcgraw-Hill Co. : New York.
McKetta.J.J., Encyclopedia of Chemical Process & Design, The International Inc,
New York.
Megyesy. E.F., 1983, Pressure Vessel Handbook, Pressure Vessel Handbook
Publishing Inc,USA.
Nexant, Inc., 2006, PERP Program-Acrylonitrile New Report Alert, Nexant Chem
System, www.nexant.com. Diakses : 16 Mei 2016.
Ulmann, 2007. “Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry”. VCH
Verlagsgesell Scahft, Wanheim, Germany.
Kanto Chemical Co., Inc, 2012, Price and Spesification of Ethylene Cyanohydrin,
http://www.knto.co.jp. Diakses : 3 Agustus 2017.
Kementrian Perindustrian RI. 2017. Direktorat Jendral Basis Industri.
www.kemenperin.go.id, Indonesia
Kern, Donald Q. 1965. Process Heat Transfer. Mcgraw-Hill Co.: New York.
Kirk, R.E and Othmer, D.F., 2006, “Encyclopedia of Chemical Technologi”, 4nd
ed., vol. 17., John Wiley and Sons Inc., New York.
Perry, Robert H., and Don W. Green. 1999. Perry’s Chemical Engineers’
Peter.M.S. and Timmerhause.K.D., 1991, Plant Design an Economic for
Chemical Engineering 3ed, McGraww-Hill Book Company, New York.
Peter.M.S. and Timmerhause.K.D., 1991, Plant Design an Economic for
Chemical Engineering 3ed, McGraww-Hill Book Company, New York.
Setiawan W.B., dan Prasetya A. 1997. Pemodelan Matematis Dan Penyelesaian
Numeris Dalam Teknik Kimia. Yogyakarta: Andi Offset.
Smith.J.M. and Van Ness.H.C., 1975, Introduction to Chemical Engineering
Thermodynamics 3ed, McGraww-Hill Inc, New York.
Sumada, Ketut. 2012. Perancangan Fasilitas Pengolahan Air Limbah Secara
Kimia. 20 April 2012.
Ulrich.G.D., 1984, A Guide to Chemical Engineering Process Design and
Economics. John Wiley & Sons Inc, New York.
Ulrich.G.D. 1987. A Guide to Chemical Engineering Process Design and
Economics. John Wiley & Sons Inc: New York.
Wallas, Stanley M. 1990. Chemical Process Equipment. Butterworth-Heinemann :
Washington.
Wallas. S.M., 1988, Chemical Process Equipment, Butterworth Publishers,
Stoneham USA.
www.matches.com, Accesed September 2017
www.icis.com., Accesed September 2017
www.water.me.vccs.edu. Diakses pada 26 September 2017.
Yaws, C.L., 1999, Chemical Properties Handbook, Mc Graw Hill Book Co., New
York
Recommended