Bab Ix. Utilitas Prarancangan Pabrik Anilin dari Nitrobenzene

IX-1

BAB IX

UTILITAS

Unit utilitas memegang peranan sangat penting dan harus ada dalam

perancangan suatu pabrik. Utilitas merupakan salah satu bagian dari Unit

Produksi yang menunjang kegiatan operasi pabrik, yang mempunyai tugas

menyediakan kebutuhan-kebutuhan rutin yang diperlukan oleh kegiatan operasi

seperti energi steam, listrik dan air. Tugas dan tanggung jawab bagian Utilitas

adalah :

a. Mengamankan dan menjaga kesinambungan proses produksi dengan

memberikan sumber tenaga yang handal.

b. Memberikan pelayanan pasokan steam, listrik, dan air untuk kebutuhan

operasional pabrik, dan kebutuhan perumahan komplek, serta kebutuhan air

pendingin.

Pada perancangan pabrik Anilin ini penyediaan unit utilitas meliputi:

1. Unit penyediaan steam (boiler)

2. Unit penyediaan air

3. Unit pembangkit listrik

4. Unit bahan bakar

5. Unit pengolahan limbah

9.1. Unit Penyediaan Steam (Boiler)

9.1.1. Kebutuhan Steam

Pada perancangan ini steam yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan

panas pada alat-alat penukar panas dan reaktor. Steam yang dibutuhkan

dihasilkan oleh boiler dengan menggunakan boiler feed water sebagai umpannya.

Kebutuhan steam pada pabrik Anilin dapat dilihat pada Tabel 9.1.

IX-2

Tabel 9.1 Kebutuhan Steam untuk Pemanas

No Nama Alat Kode Alat Jumlah Steam (kg/jam)

1. Heater-01 E-111 1846.0647

2. Vaporizer E-122 5588.8759

3. Heater-02 E-124 1651.1806

4. Heater-03 E-312 679.7555

5. Reboiler 3-325 4548.8189

Total 14414.6956

Steam yang digunakan adalah saturated steam dengan temperatur 300°C

dan tekanan 84,7 atm. Jumlah total steam yang dibutuhkan adalah 14414.6956

kg/jam. Tambahan untuk faktor keamanan dan kebocoran sebesar 10%, sehingga

total steam yang dibutuhkan adalah 15856.1652 kg/jam.

9.1.2. Spesifikasi Peralatan Penyediaan Steam

Nama Alat = Ketel Uap (Boiler)

Kode = Q-280

Fungsi = Menghasilkan steam

Tipe = Water tube boiler

Jumlah steam = 14414.6956 kg/jam

Jumlah air umpan boiler = 15856.1652 kg/jam

Bahan Bakar = Diesel oil

Power boiler = 1000 HP

Efisiensi pembakaran = 85%

Jumlah bahan bakar = 424.6075 liter/jam

Jumlah tube (Nt) = 133 buah

Spesifikasi tube boiler

Nominal Pipe size = 24in

Luas Permukaan / P.tube = 6.283 ft2/ft

Panjang tube = 12 ft

IX-3

9.2. Unit penyediaan Air

9.2.1. Kebutuhan Air Pabrik

Kebutuhan air pada pabrik Anilin ini adalah untuk keperluan berikut:

9.2.1.1. Air Pendingin

Air digunakan sebagai media pendingin untuk alat-alat perpindahan panas

dalam hal ini kondensor dan cooler.

Tabel 9.2. Kebutuhan Air Pendingin

No Nama Alat Kode Alat Jumlah Air Pendingin (kg/jam)

1. Reaktor R-210 469.5695

2. Kondensor Parsial E-211 49587.2950

3. Cooler-01 E-212 17869.2979

4. Kondensor E-321 262.3901

5. Cooler-02 E-326 44635.5979

Total 112824.1504

Kebutuhan air pendingin pada keseluruhan pabrik adalah 112824.1504

kg/jam. Dengan mempertimbangkan faktor keamanan dan kebocoran, makan

diinginkan jumlah air pendingin yang harus disediakan 10% lebih besar

dibandingkan dengan kebutuhan normal. Sehingga jumlah air pendingin yang

disediakan sebanyak :

Air yang disirkulasi =90

x 112824.1504100

= 124106.5654 kg/jam

Sehingga, air yang harus ditambahkan (make up water) sebesar:

= 124106.5654 – 99285.25234 = 24821.3131 kg/jam

Pemilihan air sebagai media pendingin berdasarkan pertimbangan :

- Dapat diperoleh dalam jumlah yang berlimpah

- Mudah dalam pengolahan dan pengaturannya

- Kemampuan menyerap panas per satuan volume cukup tinggi.

- Tidak mudah menyusut secara berarti dalam batasan dengan adanya

temperatur pendinginan.

IX-4

Hal-hal yang perlu diperhatikan pada penggunaan air sebagai media

pendingin antara lain :

- Kesadahan (hardness) yang dapat menyebabkan kerak.

- Oksigen terlarut yang dapat menimbulkan korosi.

- Minyak, penyebab terganggunya film corrosion inhibitor, menurunkan heat

transfer coeffisien, dapat menjadi makanan mikroba sehingga menimbulkan

endapan.

9.1.2.2. Air Umpan Boiler

Boiler sebagai penghasil steam membutuhkan air dengan persyaratan

tertentu sebagai umpannya. Persyaratan untuk Boiler Feed Water (BFW) adalah :

- Tidak menimbulkan kerak pada kondisi steam yang dikehendaki maupun

pada tube heat exchanger, jika steam digunakan sebagai pemanas. Hal ini

akan mengakibatkan turunnya efisiensi operasi, bahkan bisa mengakibatkan

boiler tidak beroperasi sama sekali. Pembentukan kerak (scale reforming)

disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi, yang biasanya berupa

garam-garam karbonat dan silikat.

- Bebas dari gas-gas yang dapat menimbulkan korosi terutama gas O2, CO2,

H2S.

- Tidak menyebabkan foaming. Air yang diambil kembali dari proses

pemanasan biasa menyebabkan foaming pada boiler karena adanya zat-zat

organik dan anorganik dalam jumlah cukup besar. Efek pembusaan terjadi

pada alkalitas tinggi.

Air yang dibutuhkan untuk umpan boiler adalah 15856.1652 kg/jam.

9.1.2.3. Air Sanitasi

Menurut standar WHO, kebutuhan air sanitasi per orang adalah 120 L/jam.

Kebutuhan air untuk sanitasi pada pabrik Anilin diperkirakan sebagai berikut:

- Air untuk karyawan

Perkiraan kebutuhan air sanitasi pabrik dihitung berdasarkan jumlah

karyawan pabrik yaitu sebanyak 158 orang.

IX-5

Total kebutuhan karyawan = 158 orang x 120 L/hari

= 18960 L/hari = 2150 L/jam

- Air untuk laboratorium

Air yang digunakan untuk keperluan laboratorium diperkirakan 125 kg/jam.

- Air untuk poliklinik, kantin dan mushalla

Air yang digunakan untuk keperluan poliklinik, kantin dan mushalla

diperkirakan 520.83333 L/hari.

- Air untuk hydrant fire

Air yang digunakan untuk keperluan hydrant fire diperkirakan 62.5 L/hari.

- Air untuk perumahan

Kebutuhan air per orang sebanyak 120 L/hari. Diperkirakan perumahan

sebanyak 2 mess dan 35 perumahan. Dengan jumlah penghuni 1 mess 20

orang dan 1 rumah dihuni 5 orang :

Kebutuhan untuk perumahan = 215 orang x 240 L/hari

= 51600 L/hari

Maka, total air untuk sanitasi = 3648.3333 kg/jam

Total kebutuhan air pabrik adalah :

= Air pendingin + Air umpan boiler + Air sanitasi

= 124106.5654 kg/jam + 15856.1652 kg/jam + 3648.3333 kg/jam

= 143611.0639 kg/jam

Air yang dipompakan dari sungai sebesar 143611.0639 kg/hari.

9.2.2. Pengolahan Air

Tabel 9.2 Standar Kualitas Air Bersih.

No Parameter Satuan Baku Mutu Badan

Air Kelas I

Teknik

Pengujian

Parameter Fisika

1 Temperatur oC - Temperatur

2 Zat padat terlarut mg/L 1000 Gravimetri

3 Zat padat tersuspensi mg/L 50 Gravimetri

Parameter Kimia

IX-6

4 pH - 6 – 9 Pengukuran menggunakan pH

meter

5 COD mg/L 10 Reflux kalium dikromat

6 DO mg/L 6 Pengukuran menggunakan DO

meter

7 Total Fosfat mg/L 0.2 Spektrofotometri

8 NO3-N mg/L 10 Spektrofotometri (Brusin)

9 NH3-N mg/L 0.5 Spektrometri (Nesler)

10 Arsen (As) mg/L 0.05 -

11 Kobalt (Co) mg/L 0.2 Spektrofotometri menggnuakan

AAS

12 Barium (Ba) mg/L 1 -

13 Boron (B) mg/L 1 -

14 Selenium (Se) mg/L 0.01 Spektrofotometri menggnuakan

AAS

15 Kadmium (Cd) mg/L 0.01 Spektrofotometri menggnuakan

AAS

16 Khrom (VI) mg/L 0.05 Spektrofotometri menggnuakan

AAS

17 Tembaga (Cu) mg/L 0.02 Spektrofotometri menggnuakan

AAS

18 Besi (Fe) mg/L 0.3 Spektrofotometri menggnuakan

AAS

19 Timbal (Pb) mg/L 0.03 Spektrofotometri menggnuakan

AAS

20 Mangan (Mn) mg/L 0.1 Spektrofotometri menggnuakan

AAS

21 Air Raksa (Hg) mg/L 0.001 Spektrofotometri menggnuakan

AAS

22 Seng (Zn) mg/L 0.05 Spektrofotometri menggnuakan

AAS

IX-7

23 Khlorida (Cl-) mg/L 600 Titrimetri

24 Sianida (CN) mg/L 0.02 Pemisahan dengan Destilasi

25 Flourida (F) mg/L 0.5 Spektrofotometri

26 Nitrit (NO2) mg/L 0.06 Spektrofotometri (NED)

27 Sulfat (SO4) mg/L 400 Spektrofotometri

28 Khlorin Bebas

(Cl2)

mg/L 0.03 Titrimetri

29 Belerang

sebagai H2S

mg/L 0.002 Spektrofotometri

KIMIA

ORGANIK

30 Minyak dan

Lemak

mg/L 1000 Ekstraksi/gravimetri

31 Detergen

sebagai MBAS

mg/L 200 Spektrofotometri

32 Fenol mg/L 1 Titrimetri

Parameter mikrobiologi

33 Fecal Coliform per 100 ml 100 MPN

34 Total Coliform per 100 ml 1000 MPN

Sumber: Departemen Kesehatan Republik Indonesia 2002.

Penggunaan air sungai sebagai sumber air dengan pertimbangan sebagai

berikut :

a. Biaya lebih rendah dibanding biaya dari sumber air lainnya.

b. Jumlah air sungai lebih banyak dibanding dari air sumur.

c. Letak sungai berada tidak jauh dari lokasi pabrik.

Air sungai yang akan digunakan sebelumnya harus melalui beberapa

tahapan pengolahan yang meliputi :

Pengolahan Eksternal, terdiri dari penyaringan (screening), pengendapan

dengan bantuan koagulan, filtrasi dan klorinasi.

Pengolahan internal, yaitu pengolahan lebih lanjut untuk menghilangkan zat

pengotor berupa garam-garam mineral dari air.

IX-8

Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka di lokasi

pengambilan air dibangun fasilitas penampungan air yang juga merupakan tempat

pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan

kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya air dipompakan ke lokasi pabrik

untuk diolah dan digunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air dipabrik

tediri dari beberapa tahap, yaitu:

1. Screening

2. Klarifikasi

3. Filtrasi

4. Demineralisasi

5. Deaerasi

9.2.2.1. Screening

Tahap screening merupakan tahap awal dari pengolahan air. Adapun

tujuan screening adalah:

- Menjaga struktur alur dalam utilitas terhadap objek besar yang mungkin

merusak fasilitas unit utilitas.

- Memudahkan pemisahan dan menyingkirkan partikel-partikel padat yang

besar yang terbawa dalam air sungai.

Pada tahap ini, partikel yang besar akan tersaring tanpa bantuan bahan

kimia. Sedangkan partikel-partikel yang lebh kecil akan terikut bersama air

menuju unit pengolahan selanjutnya.

9.2.2.2. Klarifikasi

Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan didalam air. Pada

bak clarifier, akan terjadi proses koagulasi dan flokulasi. Tahap ini bertujuan

menyingkirkan suspended solid (SS) dan koloid. Dalam hal ini, pH menjadi faktor

yang penting dalam penyingkiran koloid. Kondisi pH yang optimum penting

untuk terjadiya koagulasi dan terbentuknya flok-flok (Flokulasi).

Koagulan yang biasa dipakai adalah alum Al2(SO4)3. Sedangkan soda ash

(Na2CO3) ditambahka untuk mendapatkan pH air yang sesuai (penetralan pH).

IX-9

Selanjutnya flok-flok yang akan mengendap ke dasar clafirier karena gaya

gravitasi, sedangkan air jernih akan keluar melimpah (Overflow) yag selanjutnya

akan masuk ke penyaringan pasir (sand filter) untuk penyaringan.

Reaksi koagulasi yang terjadi adalah (Culp et. al., 1978) :

Al2(SO4)3 . 14H2O + 6HCO3- 2Al(OH)3 + 3SO42-+ 6CO2 + 14H2O…..(9.1)

9.2.2.3. Filtrasi

Filtrasi dalam pemurnian air merupakan operasi yang sangat umum

dengan tujuan menyingkirkan Suspended Solid (SS), termasuk partikulat BOD

dalam air (Metcalf & Eddy, 1991). Material yang digunakan dalam medium

filtrasi dapat bermacam-macam: pasir, antrasit (crushed anthracite coal), karbon

aktif granular (Granular Activated Carbon atau GAC), karbon aktif serbuk

(Powdered Activated Carbon atau PAC) dan batu garnet. Penggunaan yang paling

umum dipakai di Afrika dan Asia adalah pasir dan gravel sebagai bahan filter

utama, sebab tipe lain cukup mahal (Kawamura, 1991). Unit filtrasi dalam pabrik

pembuatan Etilen Diasetatmenggunakan media filtrasi granular (Granular

Medium Filtration) sebagai berikut :

1. Lapisan atas terdiri dari pasir hijau (greend sand). Lapisan ini bertujuan

memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air.

2. Untuk menghasilkan penyaringan yang efektif, perlu digunakan medium

berpori misalnya atrasit atau marmer. Untuk beberapa pengolahan dua tahap

atau tiga tahap pada pengolahan effluent pabrik, perlu menggunakan bahan

dengan luar permukaan pori yang besar dan daya adsorpsi yang lebih besar,

seperti Biolite, pozzuolana ataupun Granular Active Carbon/GAC)

(Degremont, 1991).

3. Lapisan bawah menggunakan batu kerikil/gravel (Metcalf & Eddy, 1991).

Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai

penahan. Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu

diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik (back washing).

Dari sand filter, air dipompakan ke bak penampung air bersih sebelum

didistribusikan untuk berbagai kebutuhan.

IX-10

Untuk air proses, masih diperlukan pengolahan lebih lanjut, yaitu proses

softener dan deaerasi. Untuk air domestik, laboratorium, kantin, dan tempat

ibadah, poliklinik dan perumahan, dilakukan proses klorinasi, yaitu mereaksikan

air dengan klor untuk membunuh kuman-kuman di dalam air. Klor yang

digunakan biasanya berupa kaporit, Ca(ClO)2. Khusus untuk air minum, setelah

dilakukan proses klorinasi diteruskan ke penyaring air (water treatment system)

sehingga air yang keluar merupakan air sehat dan memenuhi syarat-syarat air

minum.

9.2.2.4. Demineralisasi

Air untuk proses dan air umpan boiler harus murni dan bebas dari garam-

garam terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi. Untuk air proses

dan air untuk umpan ketel (boiler) dibutuhkan air murni yang memenuhi

persyaratan bebas dari garam-garam murni yang terlarut. Proses

demineralisasidimaksudkan untuk menghilangkan ion-ion yang terkandung pada

filtered water sehinggakonduktivitasnya dibawah 0,3 Ohm dan kandungan silica

lebih kecil dari 0,02 ppm.

Adapun tahap-tahap proses pengolahan air untuk umpan boiler adalah

sebagai berikut :

a. Penukar Kation (Kation Exchanger)

Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam-logam alkali dan mengurangi

kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran antara

kation Ca, Mg, Mn dan Fe yang larut dalam air dengan kation hidrogen dari

resin.Resin yang digunakan bertipe gel dengan merek IRR–122 (Lorch, 1981).

Reaksi yang terjadi :

2H+R + Ca2+ → Ca2+R + 2H+ …..(9.2)

2H+R + Mg2+ → Mg2+R + 2H+ …..(9.3)

2H+R + Mn2+ → Mn2+R + 2H+ …..(9.4)

Untuk regenerasi dipakai HCl dengan reaksi :

Ca2+R + HCl → CaSO4 + H+R …..(9.5)

Mg2+R + HCl → MgSO4 + H+R …..(9.6)

IX-11

Mn2+R + HCl → CaSO4 + H+R …..(9.7)

b. Penukar Anion (Anion Exchanger)

Penukar anion berfungsi untuk menukar anion yang terdapat dalam air dengan

ion hidroksida dari resin. Resin ini merupakan acliryc based. Resin ini

merupakan jenis duolit A-2.Reaksi yang terjadi :

2ROH + SO42- → R2SO4 + 2OH- …..(9.8)

ROH + Cl- → RCl + OH- …..(9.9)

Untuk regenerasi dipakai larutan NaOH dengan reaksi:

R2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2ROH …..(9.10)

RCl + NaOH → NaCl + ROH …..(9.11)

9.2.2.5. Deaerator

Deaerasi berfungsi untuk memanaskan air dan menghilangkan gas

terlarut yang keluar dari alat penukar ion (ion exchanger) sebelum dikirim sebagai

air umpan boiler. Air hasil demineralisasi dikumpulkan pada tangki air demin

sebelum dipompa ke deaerator. Pada proses deaerasi ini, air dipanaskan hingga

90oC agar gas-gas yang terlarut dalam air, seperti O2 dan CO2 dapat dihilangkan,

sebab gas-gas tersebut dapat menyebabkan kerak (scale) pada tube boiler. Selain

itu deaerator juga berfungsi sebagai preheater, mencegah perbedaan suhu yang

mencolok antara air make-up segar dengan suhu air dalam boiler. Pemanasan

dilakukan dengan pemanas listrik. Pada deaerator juga diinjeksikan bahan kimia

berupa Hidrazin (N2H4) yang berfungsi membantu mengikat oksigen yang

terkandung dalam air sehingga lebih mudah dihilangkan.

Hasil dari pengolahan ini air umpan boiler diasumsikan sudah memenuhi

persyaratan yang mengacu pada standar yang ditetapkan yakni SNI 7268:2009

dengan judul SNI Syarat-syarat air pengisi ketel uap dan air ketel uap. Adapun

parameter yang harus diperhatikan sesuai dengan standar tersebut dapat dilihat

pada tabel berikut:

Tabel 9.3.Syarat-Syarat Air Umpan Boiler

IX-12

9.2.4. Kebutuhan Bahan Kimia untuk Pengolahan Air

Kebutuhan bahan kimia pada utilitas pabrik Anilin adalah sebagai

berikut:

1. Tawas = 4.3083 kg/jam

2. Soda ash = 4.3083 kg/jam

3. Kaporit = 0.0102 kg/jam

4. HCl = 0.1881 L/minggu

5. NaOH = 33.85515 kg/minggu

6. Hydrazin = 0.1133 kg/jam

9.2.4. Spesifikasi Peralatan Unit Penyediaan Air

9.2.4.1 Pompa Raw Water

Nama Alat : Pompa Raw WaterKode : L - 111Fungsi : Mengalirkan air dari sungai ke baksedimentasiTipe : Centrifugal pumpBahan Konstruksi : Cast IronJumlah : 1 buahKapasitas : 634.1295 gpmUkuran Pipa : - NPS : 8 in

- Sch. Number : 40- OD : 0.2190 m- ID : 0.2027 m- Flow Area : 0.3474 ft2

IX-13

Power : 2 HP

9.2.4.2 Bak Sedimentasi

Nama Alat : Bak Sedimentasi

Kode : F-110

Fungsi : Mengendapkan kotoran lumpur dan sampah

Bahan : Beton bertulang

Bentuk : Bak rectangular

Volume : 225.0494 m3

Lebar : 6.6948 m

Panjang : 10.0422 m

Tinggi : 3.3474 m

9.2.4.3 Pompa Clarifier

Nama Alat : Pompa Bak SedimentasiKode : L - 112Fungsi : Mengalirkan air dari bak sedimentasi ke clarifierTipe : Centrifugal pumpBahan Konstruksi : Cast IronJumlah : 1 buahKapasitas : 634.1295 gpmUkuran Pipa : - NPS : 8 in

- Sch. Number :40

- OD : 0.2191 m- ID : 0.2027 m- Flow Area : 0.3474 ft2

Power : 5 HP

9.2.4.4 Clarifier

Nama Alat : Clarifier

Kode Alat : H-120

Fungsi : Sebagai tempat terjadinya proses koagulasi, flokulasi

dan sedimentasi

Tipe : Tangki silinder tegak dengan bagian bawah berbentuk

kerucut (circular clarifier)

Kapasitas : 188.2822 m3

Dimensi : Tinggi silinder = 6.0735 m

IX-14

:ID Silinder

= 6.0738 m

: Tinggi Konis = 1.7533 m

Power Motor pengaduk :: 7.5 Hp

Bahan konstruksi : Carbon Steel SA 283 grade C

Jumlah : 1 buah

9.2.4.5 Bak Penampung Air Clarifier

Nama Alat : Bak Pengendap Clarifier

Kode : F-121

Bahan Konstruksi : Beton bertulang

Fungsi : Tempat untuk menampung air jernih yang keluar dari clarifier

Bentuk : Bak rectangular

Volume : 225.908 m3

Lebar : 6.6955 m

Panjang : 10.0433 m

Tinggi : 1.0204 m

9.2.4.6 Pompa Sand Filter

Nama Alat : Pompa Sand FilterKode : L - 122Fungsi : Mengalirkan air dari bak pengendap clarifier ke sand

filterTipe : Centrifugal pumpBahan Konstruksi : Cast IronJumlah : 1 buahKapasitas : 634.0446 gpm

Ukuran Pipa : - NPS : 8 in- Sch. Number : 80- OD : 0.2191 m- ID : 0.2027 m- Flow Area : 0.3474 ft2

Power : 2 HP

9.2.4.7 Sand Filter

Nama Alat : Sand Filter

Kode : H-130

IX-15

Fungsi : Menghilangkan kotoran-kotoran yang masih terkandung

dalam air atau yang lolos dari clarifier.

Tipe : Tangki silinder tegak berisi tumpukan pasir dan kerikil

Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA 283 grade

Kapasitas : 4.7798 m³

Panjang : 2.2873 m

Lebar : 2.2873 m

Tinggi : 1.1638 m

Tinggi pasir : 0.9698 m

9.2.4.8. Bak Penampung Air Bersih

Nama Alat : Bak Penampung Air Bersih

Kode : F-140

Tipe : Bak penampung berbentuk prisma tegak segi empat vertikal

Fungsi : Tempat untuk menampung air bersih yang keluar dari sand

filter

Bentuk : Bak rectangularVolume

: 222.52 m3

Lebar : 6.6619 m

Panjang : 9.9928 m

Tinggi : 1.0153 m

9.2.4.9. Pompa Hydrant Fire

Nama Alat : Pompa Hydrant FireKode : L - 141Fungsi : Mengalirkan air dari bak penampungan air bersih ke

hydrant fireTipe : Centrifugal pumpBahan Konstruksi : Cast IronJumlah : 1 buahKapasitas : 0.275975217 gpm

Ukuran Pipa : - NPS : 0.25 in- Sch. Number : 80- OD : 0.0137 m- ID : 0.0077 m- Flow Area : 0.0005 ft2

IX-16

Power : 0.5 HP

9.2.4.10. Pompa Clorinator

Nama Alat : Pompa ClorinatorKode : L-142Fungsi : Mengalirkan air dari bak penampungan air bersih ke bak

air sanitasiTipe : Centrifugal pumpBahan Konstruksi : Cast IronJumlah : 1 buahKapasitas : 15.8336 gpm


Power : 0.5 HP

9.2.4.11. Clorinator

Nama Alat : Bak Clorinator

Kode : F-210


Fungsi : Tempat kontak antara air bersih dengan kaporit sebagai

desinfektan untuk digunakan sebagai air sanitasi


: 9.0264 m3

Lebar : 2.2890 m

Panjang : 3.4335 m

Tinggi : 0.3488 m

9.2.4.12. Pompa Air Sanitasi

Nama Alat : Pompa Air SanitasiKode : L-211Fungsi : Mengalirkan air dari bak air sanitasi ke laboratorium,

poliklinik, perumahan karyawan dan lain-lainTipe : Centrifugal pump

IX-17

Bahan Konstruksi : Cast IronJumlah : 1 buahKapasitas : 15.8336 gpmUkuran Pipa : - NPS : 1 in

- Sch. Number : 40- OD : 0.0333 m- ID : 0.0266 m- Flow Area : 0.006 ft2

Power : 0.5 HP

9.2.4.13. Pompa Kation Exchanger

Nama Alat : Pompa Kation ExchangerKode : L-143Fungsi : Mengalirkan air dari bak penampungan air bersih ke

kation exchangerTipe : Centrifugal pumpBahan Konstruksi : Cast IronJumlah : 1 buahKapasitas : 116.6025 gpm


Power : 0.5 HP

9.2.4.14. Kation Exchanger

Nama Alat : Kation Exchanger

Kode : KE-220

Fungsi : Mengikat ion - ion positif yang terkandung dalam air

(mengurangi kesadahan dengan menambah HCl)

Tipe : Fixed Bed kation Exchanger

Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA - 283 Grade C

Jumlah : 1 buah

Dimensi Tangki :

Diameter : 2.1452 ft = 0.6539 m

Tinggi dish : 0.3307 m

Tinggi resin : 0.0420 m

IX-18

Tinggi shell : 0.0947 m

Tinggi total : 0.7561 m

Jenis Resin : Strongly Acid Resin

Regenerasi : HCL 37%

Kebutuhan HCl : 0.1881 kg/jam

9.2.4.15. Pompa Anion Exchanger

Nama Alat : Pompa Anion Exchanger

Kode : L-221

Fungsi : Mengalirkan air dari kation exchanger ke anion

exchanger

Tipe : Centrifugal pump

Bahan Konstruksi : Cast Iron

Jumlah : 1 buah

Kapasitas : 116.6025 gpm

Ukuran Pipa : - NPS : 4 in

- Sch. Number : 80

- OD : 0.1143 m

- ID : 0.0972 m

- Flow Area : 0.0799 ft2

Power : 1 HP

9.2.4.16. Anion Exchanger

Nama Alat : Anion Exchanger

Kode : AE-230

Fungsi : Mengikat ion - ion negatif yang terkandung dalam air

(mengurangi kesadahan dengan menambah NaOH)

Tipe : Fixed Bed Anion Exchanger

Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA - 283 Grade C

Jumlah : 1 buah

Dimensi Tangki :

Diameter : 1.6617 ft = 0.5065 m

Tinggi dish : 0.2701 m

Tinggi resin : 0.1854 m

Tinggi shell : 0.4445 m

Tinggi total : 0.9846 m

IX-19

Jenis Resin : Strongly Base Resin

Regenerasi : NaOH

9.2.4.17. Pompa Softening water tank

Nama Alat : Pompa Softening water tank

Kode : L-231

Fungsi : Mengalirkan air dari anion exchanger ke softening

water tank



Jumlah : 1 buah



- Sch. Number : 80

- OD : 0.1143 m

- ID : 0.0972 m


Power : 2 HP

9.2.4.18. Tangki Penyimpanan Softening water

Nama Alat : Softening water tank

Kode : F-240

Fungsi : Tempat menampung softening water

Tipe : Tangki penampung silinder tegak, dengan tutup atas

torispherical dished dan tutup bawah datar

Tekanan : 1atm

Temperatur : 30 oC

Bahan Konstruksi : carbon steel 283 grade C

Jumlah : 1 Buah

Kapasitas : 39.7263 m3

Diameter Luar : 3.048 m

Tinggi Total : 6.7248 m

9.2.4.19. Pompa Setelah Softening Water

Nama Alat : Pompa Setelah Softening water

IX-20

Kode : L-241

Fungsi : Mengalirkan air dari softening water tank ke air proses,

colling water dan air umpan boiler



Jumlah : 1 buah



- Sch. Number : 80

- OD : 0.1142 m

- ID : 0.0971 m


Power : 2 HP

9.2.4.20. Bak Penampung Cooling Water

Nama Alat :Bak Penampung Cooling Water

Kode : F-250


Fungsi :Tempat menampung cooling water


: 104.1347 m3

Lebar : 5.1722 m

Panjang : 7.7582 m

Tinggi : 0.7882 m

9.2.4.21. Pompa Air Pendingin

Nama Alat : Pompa cooling water

Kode : L-251

Fungsi : Mengalirkan air dari bak penampung cooling water ke

peralatan pendingin.



Jumlah : 3 buah

IX-21



- Sch. Number : 40

- OD : 0.1413 m

- ID : 0.1222 m


Power : 3 HP

9.2.4.21. Cooling Tower

Nama Alat : Cooling Tower

Kode : P-260

Suhu Air masuk : 45 oC

Jenis : cooling tower induced draft

Panjang : 2.8647 m

Lebar : 2.8647 m

Tinggi : 3.7051 m

Kebutuhan Udara : 85017.9112 m3/jam

Power Blower : 30 HP

9.2.4.22. Pompa Cooling Tower

Nama Alat : Pompa cooling tower

Kode : L-261

Fungsi : Mengalirkan air dari cooling tower ke bak penampungan

cooling water



Jumlah : 3 buah



- Sch. Number : 40

- OD : 0.1412 m

- ID : 0.1222 m


Power : 1 HP

9.2.4.23. Deaerator

IX-22

Nama Alat : Deaerator

Kode : D-270

Fungsi : Melepaskan gas-gas yang terlarut dalam air seperti O2 dan

CO2 yang dapat menyebabkan terjadinya korosi

Tipe : Silinder horizontal dengan bahan isian, elliptical dished head

Bahan Isian : Rachig ring (0,25 in)

Debit Aliran : 17.9767 m3/jam

Diameter : 1.5145 mPanjang total

: 4.9456 m

9.2.4.24. Pompa air umpan boiler

Nama Alat :Pompa air umpan boiler

Kode : L-273

Fungsi :Mengalirkan air dari deaerator ke boiler

Tipe : Centrifugal pumpBahan Konstruksi

: Cast Iron

Jumlah : 1 buah



- Sch. Number :40

- OD :0.0889 m

- ID :0.0737 m

-Flow Area :

0.0459

ft2

Power :0.5

HP

9.2.4.24. Boiler

Nama alat : Boiler

Kode : Q-280

Fungsi : menghasilkan steam

Tipe : Water tube boiler

Bahan konstruksi : Carbon steel

IX-23

Panjang tube : 12 ft (3,66 m)

Jumlah tube : 133 buah

Jenis bahan bakar : Diesel oil 33o API

Jumlah bahan bakar : 424.6075 liter/jam

Efisiensi : 0.85

Power boiler : 1000 HP (Standar NEMA)

9.3. Unit Pembangkit Listrik

Pada perancangan pabrik Anilin ini kebutuhan akan tenaga listrik

dipenuhi dari pembangkit listrik PLN setempat dan generator. Generator yang

digunakan adalah generator arus bolak-balik (AC) dengan pertimbangan :

- Tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar.

- Tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai dengan kebutuhan dengan

menggunakan transformator.

- Perawatannya lebih mudah.

- Mempunyai rendemen yang tinggi antara 96-98 %.

- Dapat digunakan kawat yang kecil untuk menghantarkan transmisi.

- Mempunyai daya kerja yang lebih besar.

- Motor-motornya lebih umum dijumpai di pasaran.

Generator AC yang digunakan jenis generator AC 3 phase yang

mempunyai keuntungan :

- Tegangan listrik stabil

- Daya kerja lebih stabil

- Kawat penghantar yang digunakan lebih sedikit

- Motor 3 phase harganya relatif murah dan sederhana

9.3.1. Kebutuhan Listrik Pabrik

Kebutuhan listrik pada pabrik Anilin ini untuk keperluan sebagai berikut:

9.3.1.1. Kebutuhan Listrik untuk Unit Proses

Tabel 9.5. Kebutuhan Listrik Unit Proses

No. Nama Alat Kode Jumla Daya (HP)

IX-24

alat h1 Pompa Nitrobenzen L-121 1 1.5

2 Pompa Produk Flash Tank L-311 1 1

3 Pompa Accumulator L-323 1 0.5

4 Pompa Produk MD L-324 1 1

Total 4.0Total kebutuhan listrik untuk unit proses adalah :

= 4.0 HP x 745 watt/HP = 2980 watt = 2.98 kWatt

9.3.1.2. Kebutuhan Listrik untuk Unit Utilitas

Tabel 9.6. Kebutuhan Listrik Unit Utilitas

No. Nama Alat Kode alat

Jumlah

Daya (HP)

1 Pompa Raw Water L-111 1 2

2 Pompa Bak Sedimentasi L-112 1 5

3 Clarifier H-120 1 7.5

4 Tangki Soda abu F-121 1 1.5

5 Pompa Soda Abu L-122 1 0.5

6 Tangki Alum F-124 1 3

7 Pompa Alum L-125 1 0.5

8 Pompa Sand Filter L-131 1 2

9 Pompa Hydrant Fire L-141 1 0.5

10 Pompa Bak Air Sanitasi L-142 1 0.5

11 Pompa Kation Exchanger L-143 1 0.5

12 Tangki kaporit F-211 1 0.5

13 Pompa Kaporit L-212 1 0.5

14 Pompa Air Sanitasi L-213 1 0.5

15 Pompa HCL L-222 1 0.5

16 Pompa Anion Exchanger L-223 1 1

17 Tangki NaOH F-231 1 7

18 Pompa NaOH L-232 1 0.5

19Pompa Softening water tank

L-233 1 2

20 Pompa Softening water L-241 1 2

IX-25

21 Pompa cooling water L-251 3 9

22 Pompa Cooling Tower L-261 3 3

24 Blower Cooling Tower P-260 1 1

25 Pompa Hidrazin L-272 1 0.5

26 Pompa Air Umpan Boiler L-273 1 0.5

27 Boiler Q-280 1 1000

28 Pompa bahan bakar - 1 0.5

29 Blower udara - 1 2

Total1054.50

Total kebutuhan listrik untuk unit utilitas adalah :

= 1054.5H

Px

74

5Watt/HP

= 785602.5 Watt = 785.6025 kW

9.3.1.3. Kebutuhan Listrik untuk Penerangan dan AC

Tabel 9.7. Kebutuhan Listrik untuk Penerangan

No. LokasiLuas Tingkat Jumlah

(m²)Pencahayaan (Lux)

Cahaya Lumen

1. Pos keamanan* 120 200 24000

2. Taman dan Jalan* 800 100 80000

3. Tempat Parkir* 800 60 48000

4. Perpustakaan 100 200 20000

5. Ruang Kontrol Proses 400 250 100000

6. Ruang Pertemuan (Rapat) 400 350 140000

7. Area Perkantoran dan TU 1000 350 350000

8. Toilet 30 50 1500

9 Mushala 150 150 22500

10. Poliklinik 200 250 50000

IX-26

11. Kantin 300 200 60000

12. Tank Yard* 1500 300 450000

13. PMK 200 200 40000

14. Daerah Utilitas 2000 350 700000

15. Unit Pengolahan Limbah* 2000 350 700000

16. Daerah Proses 5000 750 3750000

17. Area Perluasan Pabrik 2500 100 250000

18. Bengkel dan Garasi 800 300 240000

19. Quality Control 1000 600 600000

20. Pos Penimbangan 200 100 20000

21. Jetty* 900 500 450000

22 Mess dan Perumahan 1500 50 75000

Total21900

5760 8171000

Area bangunan 6419000

luar area bangunan 1752000Keterangan: *area di luar ruangan

Direncanakan untuk area di dalam ruangan menggunakan lampu Philips® QL

Induction (QL) 55 watt dengan lumen sebesar 4000 (http://www.

eclipselightinginc.com/pages/posts/philipsC2AE-ql-induction-ql-lumens-output

33.php), sehingga :

Jumlah lumen dalam area bangunan = 6419000 lumen

Jumlah lampu area bangunan = 1605 buah

Sehingga kebutuhan listrik untuk penerangan dalam ruangan dapat dihitung

sebagai berikut:

Day

a=

Jumlah lampu yang dibutuhkan x watt

lampu

=160

5x 55 = 88275 watt =

88.275

0

k

W

Untuk areal diluar ruangan, direncanakan menggunakan metal halide lamp 125

watt dengan lumen sebesar 11200, sehingga :

Jumlah lumen di luar area bangunan = 1752000 lumen

Jumlah lampu area bangunan = 257 buah

IX-27

Sehingga kebutuhan listrik untuk penerangan di luar ruangan dapat dihitung

sebagai berikut:

Day

a= Jumlah lampu yang dibutuhkan x watt lampu

=27

5x 125 = 32125 watt =

32.12

5kW

Total kebutuhan listrik untuk penerangan di pabrik Anilin adalah 235.4 kW.

Kebutuhan listrik untuk AC, diasumsikan sebesar 40 kW

Kebutuhan Listrik untuk Laboratorium dan instrumentasi diasumsikan

sebesar 50 kW

Kebutuhan Listrik untuk Peralatan Kanton, diasumsikan sebesar 25 kW

Untuk perumahan dan mess, diasumsikan sebesar 35.9 kW

Total kebutuhan listrik pabrik sebesar 1059.8825 kW

Untuk faktor keamanan diambil sebesar 20%, sehingga total listrik yang

dibutuhkan pabrik adalah sebesar 1271.8590 kW.

9.3.2. Spesifikasi Peralatan Penyediaan Listrik

Nama alat = Generator

Kode alat = P-281

Fungsi = Untuk menyuplai kebutuhan listrik

Generator Type = AC generator

Bahan bakar = Diesel oil

Daya output generator = 500 kW

Jumlah = 1 buah

9.4. Unit Penyedia Bahan Bakar

Unit pengadaan bahan bakar bertujuan untuk memenuhi kebutuhan bahan

bakar pada, boiler dan generator. Pada perancangan ini digunakan bahan bakar

jenis diesel oil untuk generator dan boiler. Bahan bakar ini dibeli dari PT.

Pertamina.

IX-28

9.4.1. Kebutuhan Bahan Bakar

Perincian penggunaan bahan bakar tersebut adalah sebagai berikut :

Bahan bakar boiler : 424.6075 L/jam

Bahan bakar generator : 49.9435 L/jam

474.5510 L/jam

Total kebutuhan diesel oil selama 30 hari adalah :

Volume diesel oil = 474.5510 L/jam x 360 jam (30 hari) = 210044,9865 L

9.4.2. Spesifikasi Alat Penyediaan Bahan Bakar

Nama : Tangki bahan bakar Fungsi : Menyimpan bahan bakarTipe : Tangki berbentuk slinder tegak, tutup atas berupa conical

dan tutup bawah plate.Bahan Konstruksi : Carbon Steel SA 283 type 316 grade C

Kapasitas : 341676.7364 LJumlah

: 1 buah

Diameter tangki : 40 ft = 12.1920 m

Tinggi total tangki : 7.9302 m

9.5. Unit Pengolahan Limbah

Limbah yang dihasilkan pabrik Anilin ini dapat diklasifikasikan menjadi:

1. Bahan buangan cair.

2. Bahan buangan gas.

Pada penanganan limbah tersebut didasarkan pada jenis buangannya.

1. Pengolahan Bahan Buangan Cair

Air buangan dari pabrik Anilin ini berupa :

a. Air yang mengandung bahan-bahan kimia

b. Buangan Sanitasi

c. Back Wash Filter air berminyak dari pompa

d. Sisa Regenerasi Resin

e. Blow Down Air Pendingin

IX-29

Air buangan sanitasi berasal dari toilet disekitar pabrik dan perkantoran.

Air tersebut dikumpulkan dan diolah dalam unit stabilisasi dengan lumpur aktif,

aerasi dan injeksi chlorine. Chlorine ini berfungsi sebagai desinfektan untuk

membunuh mikroorganisme yang dapat menimbulkan penyakit.

Air berminyak yang berasal dari buangan pelumas pada pompa dipisahkan

dengan cara perbedaan berat jenisnya. Minyak dibagian atas dialirkan kebagian

penampungan terakhir kemudian dibuang. Air sisa regenerasi dari unit

demineralisasi mengandung NaOH dan H2SO4 yang kemudian dinetralkan dalam

kolam penetralan. Penetralan dilakukan dengan larutan H2SO4 bila pH air buangan

tersebut lebih dari 7, sedangkan jika pH air kurang dari 7 penetralan dilakukan

dengan NaOH

2. Pengolahan Bahan Buangan Gas

Untuk menghindari pencemaran udara dari bahan-bahan buangan gas

maka dilakukan penanganan bahan buangan tersebut dengan cara membuat

stack /cerobong asap dengan ketinggian tertentu sebagai alat untuk pembuang

asap.

9.5.1. Laboratorium

9.5.1.1. Kegunaan Laboratorium

Laboratorium merupakan bagian yang sangat penting dalam menunjang

kelancaran proses produksi dan menjaga mutu produk agar sesuai dengan

spesifikasi yang ditetapkan. Sedangkan peran lain adalah pengendalian

pencemaran lingkungan yang ditimbulkan dari proses berupa penanganan limbah

padat, cair, maupun gas.

Labotatorium kimia merupakan sarana untuk mengadakan penelitian

bahan baku, proses maupun produksi. Hal ini dilakukan untuk mengingatkan dan

menjaga kualitas atau mutu produk. Analisa yang dilakukan dalam rangka

pengendalian mutu meliputi analisa bahan baku, analisa proses, dan analisa

kualitas produk.

Tugas laboratorium antara lain :

1. Memeriksa bahan baku dan bahan penolong yang akan digunakan

IX-30

2. Menganalisa dan meneliti produk yang dipasarkan.

3. Memeriksa kadar zat-zat yantg dapat menyebabkan pencemaran pada buangan

pabrik agar sesuai dengan baku mutu yang telah ditetapkan.

9.5.1.2. Program Kerja Laboratorium

Analisa bahan baku dan produk

Analisa pada bahan baku ethanol dan produk Anilin meliputi : kemurnian,

kadar air, warna, densitas, viskositas, titik didih, spesifik gravity dan

impuritas.

Analisa untuk keperluan utilitas

Adapun analisa untuk utilitas, meliputi :

a. Air proses penjernihan, yang dianalisa adalah kadar pH, silikat sebagai

SiO2, Ca sebagai CaCO3, sulfur sebagai SO3, khlor sebagai Cl2, dan zat

padat terlarut.

b. Air minum yang dianaliasa meliputi pH, kadar khlor dan kekeruhan.

c. Resin penukar ion, yang dianalisa adalah kesadahan CaCO3 dan silikat

sebagai SiO2.

d. Air bebas mineral, yang dianalisa meliputi pH, kesadahan, jumlah O2

terlarut dan kadar Fe.

e. Air dalam boiler, yang dianalisa meliputi pH, zat padat terlarut, kadar Fe,

kadar CaCO3, SO2, PO4 dan SiO3.

f. BFW, yang dianalisa meliputi pH, kesadahan, jumlah O2 terlarut dan

kadar Fe.

Analisa limbah

Untuk mempermudah pelaksanaan program kerja laboratorium, maka

laboratorium di pabrik ini dibagi menjadi tiga bagian :

a. Laboratorium pengamatan

Tugas dari laboratorium ini adalah melakukan analisa secara fisika

terhadap semua arus yang berasal dari proses produksi maupun tangki

serta mengeluarkan “Certificate of Quality” untuk menjelaskan

IX-31

spesifikasi hasil pengamatan. Jadi pemeriksaan dan pengamatan

dilakukan terhadap bahan baku dan produk akhir.

b. Laboratorium analisa

Tugas dari laboratorium ini adalah melakukan analisa terhadap sifat-sifat

dan kandungan kimiawi bahan baku, produk akhir, analisa air dan bahan

kimia yang digunakan seperti katalis dan lain-lain.

c. Laboratorium penelitian dan pengembangan

Tugas dari laboratorium Litbang (Research and Development / R & D)

ini adalah melakukan penelitian dan pengembangan terhadap

permasalahan yang berhubungan dengan kinerja proses yang digunakan.

Sifat dari laboratorium ini tidak rutin dan cenderung melakukan

penelitian hal-hal yang baru untuk keperluan pengembangan. Termasuk

didalamnya adalah kemungkinan penggantian, penambahan dan

pengurangan alat proses.

9.5.1.3. Alat-alat Utama Laboratorium

Alat-alat utama yang digunakan di laboratorium antara lain :

a. Gas Chromatography

Alat ini digunakan untuk menganalisa kadar ethylene cyanohydrin dalam

bahan baku dan Anilin dalam produk.

b. Water Content Tester

Alat ini digunakan untuk menganalisa kadar air dalam produk.

c. Viscosimeter Bath

Alat ini digunakan untuk mengukur viskositas produk.

d. Hydrometer

Alat ini digunakan untuk mengukur spesifik gravity.

9.5.2. Spesifikasi Alat Pengelolaan Limbah

9.5.2.1 Bak Penampungan Limbah

Fungsi : Menampung air limbah dari kegiatan proses, laboratorium, dan pencucian alat.

IX-32

Tipe : Bak beton bertulangJumlah : 1 buah

Kapasitas : 11.7083 m³Luas : 8.1849 m²Dimensi

Panjang : 2.8609 mLebar : 2.8609 mKedalaman : 1.4305 m

9.5.2.2. Bak Penampungan Limbah

Fungsi : Mengendapkan limbah

Tipe : Bak beton bertulang

Jumlah : 1 buah


Luas : 8.1849 m²

Dimensi

Panjang : 2.8609 m

Lebar : 2.8609 m

Kedalaman : 1.4305 m

9.5.2.2. Bak Aerasi

Fungsi : Penambahan O2 ke dalam air limbah, sehingga

mengaktifkan mikroba yang dapat menguraikan

limbah itu sendiri.

Tipe : Bak beton bertulang

Jumlah : 1 buah


Luas : 8.1849 m²

Dimensi

Panjang : 2.8609 m

Lebar : 2.8609 m

Kedalaman : 1.4305 m

IX-33

Gambar 9.1. Diagram Alir Unit Utilitas

Documents

Bab Ix. Utilitas Prarancangan Pabrik Anilin dari Nitrobenzene