LAPORAN TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK DIOKTIL FTALAT

DARI FTALIK ANHIDRAT DAN 2-ETIL HEKSANOL

KAPASITAS 40.000 TON/TAHUN

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh

Gelar Kesarjanaan Strata 1 Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Oleh:

Hamdan Wijaya

D 500 110 023

Dosen Pembimbing:

Nur Hidayati, Ph.D.

DR. Ahmad Muhammad Fuadi

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2016

iv

INTISARI

Industri sebagai bagian dari indikator kemajuan suatu negara menjadi

pendorong untuk memenuhi kebutuhan manusia modern yang semakin kompleks

dari skala rumah tangga sampai industri tanpa terkecuali kebutuhan yang

berbahan plastik. Dioktil ftalat merupakan platicizer, bahan pembantu dalam

industri berbahan plastik yang terus meningkat konsumsinya dari tahun ke tahun

berdasarkan badan pusat statistik Indonesia.

Pabrik Dioktil Ftalat direncanakan berdiri di Gresik, Jawa Timur dengan

kapasitas 40.000 ton/tahun. Pabrik dirancang untuk menghasilkan dioktil ftalat

dengan konsentrasi 99,9% berat menggunakan bahan baku berupa ftalik anhidrat

sebanyak 2.299,2859 kg/jam, 2-etil heksanol sebanyak 11.922,8023 kg/jam, dan

katalis dari asam sulfat sebanyak 12,9414 kg/jam. Proses pembuatan dioktil ftalat

dilakukan dengan reaksi esterifikasi yang berlangsung pada fase cair dengan

kondisi operasi 150oC dan 1 atm secara irreversible dan nonadiabatis eksotermis.

Reaktor yang digunakan berjenis CSTR atau reaktor alir tangki berpengaduk

(RATB) dengan katalis yang digunakan H2SO4 (Asam Sulfat). Unit pendukung

proses (utilitas) terdiri dari unit penyedia air dan steam, kebutuhan air sebanyak

2.458.853,590 kg/jam dan steam sebanyak 4953,9364 kg/jam. Kebutuhan listrik

disuplai dari PLN sebanyak 819,0353 kWh, pabrik dioktil ftalat direncanakan

berdiri dengan luas tanah sebesar 16910 m2 dan jumlah karyawan 158 orang.

Modal tetap yang diperlukan untuk mendirikan pabrik dioktil ftalat ini

sebesar Rp. 1.190.988.467.490 dan modal kerja sebesar Rp. 212.236.742.528.

Berdasarkan analisis ekonomi menunjukkan keuntungan sebelum pajak yang

diperoleh sebesar Rp. 188.971.940.414 per tahun dan keuntungan setelah pajak

(25%) sebesar Rp. 141.728.955.311 per tahun. Persen Return On Investment

(ROI) sebelum pajak 15,9%, dan sesudah pajak 11,90%. Sedangkan Pay Out Time

(POT) sebelum pajak 3,87 tahun dan sesudah pajak 4,57 tahun. Break Event Point

(BEP) sebesar 54,94% dan Shut Down Point (SDP) sebesar 23,70%. Sementara

Discounted Cash Flow (DCF) terhitung sebesar 22,27%. Dari analisis ini dapat

disimpulkan, bahwa pabrik ini menguntungkan dan layak didirikan.

Kata Kunci : Dioktil ftalat, ftalik anhidrat, 2-etil heksanol, reaksi esterifikasi,

RATB

v

ABSTRACT

Industry as part of progress indicator of a country becomes a stimulus to

fulfill modern people needs which happen to be complex from domestic range to

industry level, as well as plasticized entity. Diocthyl phthalate is a plasticizer, a

material support in the plastic industry that its consumption is happen to increase

from year to year based on central Indonesia statistic data.

Diocthyl phthalate industrial unit planned to be built at Gresik, East Java by

40.000 ton per year capacity. The industrial unit managed to produce diocthyl

phthalate weigh 99,9% concentration using material base anhydrate phthalic

2.299,2859 kilograms per hour, 2-ethyl hexanol 11.922,8023 kilograms per hour,

and sulfur acid catalyst 12,9414 kilograms per hour. Diocthyl phthalate

production performed by etherification obtained in liquid stage with 150oC

operation phase and 1 ATM, irreversible and exothermic non-adiabatic. The

reactor utility is CSTR type or flow stirred tank reactor (RATB) with H2SO4

(Sulfur Acid) catalyst. The process support unit (utility) consists of water supplier

and steam, with the need of water 2.458.853,59 kilograms per hour and steam

4953,9364 kilograms per hour. Electricity needs supplied by Nuclear Electricity

Generator (PLN) 819,0353 kilowatt per hour, and the diocthyl phthalate industrial

unit intended to be built by 16910 m2 wide territory and run by 158 employee.

The settled financial capital needed to build this diocthyl phthalate industrial

unit is IDR 1.190.988.467.490,00 and work funds by IDR 212.236.742.528,00.

Economy analysis shows the annual profit before tax is IDR 188.971.940.414 and

IDR 141.728.955.311 after tax (by 25%) per year. The percentage of Return On

Investment (ROI) before tax 15,9% and after tax 11,90%. Whether the Pay Out

Time (POT) before tax 3,87 year and after tax 4.57 year. Break Event Point (BEP)

by 54,94% and Shut Down Point (SDP) by 23,70%. Summarized by these

analysis is that this industrial unit is profitable and worth established.

Keywords: Diocthyl phthalate, anhydrate phthalic, 2-ethyl hexanol, etherification

reaction, RATB

vi

MOTTO

Berjalan terus, berhenti atau mundur berarti hancur

(Taufiq Ismail)

Nalar ajar terusan budi

(Ronggowarsito)

vii

PERSEMBAHAN

Segala puji bagi Allah SWT, Tuhan semesta alam pemberi rahman dan

rahim sehingga penulis bisa menyelesaikan laporan tugas akhir. Karya ini adalah

bagian dari kehidupan universitas, puncak atas keilmuan seorang yang disebut

mahasiswa dalam jenjang kesarjanaan pertama. Maka bentuk takzim, hormat dan

terima kasih saya persembahkan tugas akhir ini, kepada:

1. Bapak dan ibu tercinta yang telah memberikan segalanya sehingga saya

melihat dunia secara luas.

2. Kakak – kakak saya tersayang yang selalu memberikan nasehat, kritik dan

dorongan untuk selalu menjadi baik.

3. Dosen teknik kimia, khususnya dosen pembimbing yang senantiasa

memberikan ilmu dan pengetahuanya

4. Kawan sepenggarapan tugas akhir, ariska pri yang selalu mengingatkan

untuk segera menyelesaikan tugas akhir ini.

5. Kawan – kawan saya di teknik kimia seperti annas, syahab, danang, yogi

dan ariska yang senantiasa setia melewati waktu bersama – sama, saling

menghibur dalam tawa ataupun duka.

6. Kawan saya, elly alfiana yang senantiasa memberikan dukungan dan

semangat.

7. Kawan – Kawan HMI yang senantiasa mengingatkan untuk selalu

mencari ilmu dan pengetahuan dimanapun berada, setia menemani dalam

diskusi, obrolan warung kopi atau waktu menjelang tidur dalam

mempertanyakan segala sesuatu dan berbagi pengetahuan serta

kehangatan pertemanan karena kecintaan akan ilmu dan pengetahuan.

8. Kawan – kawan KPMDB yang selalu memberikan kehangatan

kekeluargaan dan dukungannya.

9. Kawan – kawan teknik kimia seangkatan yang senantiasa berbagi

informasi, dukungan dan kehangatan pertemanan.

viii

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT, sang penguasa jiwa dan diri, tuhan semesta

alam, tuhan yang maha mengetahui, tuhan penguasa segala sesuatu yang nampak

maupun yang tidak nampak, tuhan yang telah memberikan nikmat dan karunianya

kepada kita manusia sehingga kita mampu merasakan betapa besar nikmat dan

karunianya dalam menjalankan kehidupan di dunia ini. Dan Ditangan-Nya segala

daya dan ikhtiar kita, tiada satu pun didunia ini yang luput dari-Nya. Atas berkat

rahmat serta hidahyah-Nya penyusun dapat menyelesaikan tugas akhir dengan

judul Prarancangan Pabrik dioktil ftalat dari ftalik anhidrat dan 2-etil heksanol

Kapasitas 40.000 ton/tahun.

Sholawat beserta salam tetap kita haturkan kepada junjungan besar Nabi

Muhammad SAW, sang revolusioner sejati, inspirasi dan penggagas sekaligus

penggerak perubahan dunia Sepanjang masa. Karena atas warisan pedoman dan

tuntunan yang sempurna bagi kehidupan dunia dan akhirat, cahaya kesuciaannya

senantiasa masih terpancar kepada kita semua yang masih istiqomah melanjutkan

visi profetik kenabian beliau. Amin.

Tugas akhir prarancangan pabrik merupakan salah satu syarat wajib

mahasiswa Universitas Muhammadiyah Surakarta Fakultas Teknik Program Studi

Teknik Kimia guna memperoleh gelar kesarjanaan atau wujud pemahamanya atas

ilmu keteknik kimiannya.

Dalam menyusun tugas akhir, tidak terlepas banyak bantuan, petunjuk, dan

bimbingan yang sangat bermanfaat dari berbagai pihak. Sudah seharusnya

ucapakan terima kasih sebanyak-banyaknya dihaturkan kepada :

1. Bapak Rois Fatoni, Ph.D, selaku Ketua Program Studi Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Ibu Nur Hidayati, Ph.D, selaku dosen pembimbing I

3. Bapak DR. Ahmad M. fuadi, selaku dosen pembimbing II

4. Seluruh dosen dan staf karyawan Teknik Kimia Universitas

Muhammadiyah Surakarta

5. Bapak dan ibu tercinta atas doa dan nasehatnya

ix

6. Segenap civitas akademika dan teman-teman mahasiwa Teknik Kimia FT

Universitas Muhammadiyah Surakarta khususnya angkatan 2011

Penyusun telah berusaha untuk memberikan terbaik dalam menyelesaikan

tugas akhir ini, teringat dengan adigum tiada gading yang tak retak, serta

sebagaimana esensi dari ilmu pengetahuan yang senantiasa berkembang, maka

diperlukan evaluasi kritis, kritik dan saran sebagai upaya menyempurnakan tugas

akhir ini, supaya dapat bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penyusun

pada khususnya. Akhirnya penyusun mohon maaf atas segala kekurangan dan

kekhilafaan dalam penyusunan tugas akhir.

Sukoharjo, Mei 2016

Penyusun

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL …………………………………………………….. i

HALAMAN PENGESAHAN …………………………………………. ii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ………………………………. iii

INTISARI ………………………………………………………………. iv

MOTTO …………………………………………………………………. vi

PERSEMBAHAN ……………………………………………………… vii

KATA PENGANTAR ………………………………………………….. viii

DAFTAR ISI …………………………………………………………… x

DAFTAR TABEL ………………………………………………………. xiii

DAFTAR GAMBAR …………………………………………………… xv

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ………………………………………………………. 1

1.2. Kapasitas Perancangan ……………………………………………… 2

1.3. Lokasi Pabrik ……………………………………………………….. 5

1.4. Bahan Baku…………………………………………………………. 6

1.5. Tinjauan Pustaka …………………………………………………… 7

BAB II DESKRIPSI PROSES

2.1. Spesifikasi Bahan …………………………………………………… 10

2.2. Konsep Proses ………………………………………………………. 11

2.3. Langkah Proses………………………………………………………. 16

2.4. Diagram Alir Proses…………………………………………………. 17

2.5. Neraca Massa dan Panas ……………………………………………. 19

2.4. Tata Letak …………………………………………………………… 24

BAB III SPESIFIKASI PERALATAN PROSES

3.1. Spesifikasi Alat Utama …………………………………………...... 32

3.1.1 Melter ……………………………………………………................ 32

3.1.2 Rekator ………………………………………………………......... 33

3.1.3 Netralizer ………………………………………………………….. 34

3.1.4 Mixer ……………………………………………………………… 34

xi

3.1.5 Decanter …………………………………………………………... 35

3.1.6 Menara distilasi …………………………………………………… 36

3.2. Spesifikasi Alat Penunjang………………………………………… 37

3.2.1 Tanki Penyimpanan………………………………………………... 37

3.2.2 Hopper …………………………………………………………...... 41

3.2.3 Bucket Elevator …………………………………………………… 42

3.2.4 Heat Exchanger ……………………………………………………. 43

3.2.5 Cooler …………………………………………………………....... 45

3.2.6 Kondensor ……………………………………………………….... 48

3.2.7 Acumulator ……………………………………………………….... 48

3.2.8 Rebolier …………………………………………………………..... 49

3.3.9 Pompa ………………………………………………………............ 49

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

4.1. Unit Pendukung Proses …………………………………………….... 56

4.2. Laboratorium ………………………………………………………... 76

BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN

5.1. Bentuk Perusahaan ………………………………………………….. 81

5.2. Struktur Organisasi …………………………………………………. 83

5.3. Tugas dan Wewenang ……………………………………................ 85

5.4. Pembagian Jam Kerja ……………………………………………… 89

5.5. Sistem karyawan dan Upah ……………………………………….. 91

5.6. Penggolongan Jabatan dan Gaji …………………………………… 92

5.7. Kesejahteraan Sosial Karyawan …………………………………… 94

5.8. Manajemen Produksi ………………………………………………. 95

BAB VI ANALISIS EKONOMI

6.1. Analisa Harga Alat …………………………………………………. 101

6.2. Dasar Analisis Ekonomi ………………………………………….... 103

6.3. Penentuan Total Capital Investment ……………………………….. 103

6.4. Biaya Produksi Total …………………………………………….... 104

6.5. Analisis Kelayakan Ekonomi …………………………………….... 105

xii

KESIMPULAN ………………………………………………………..... 108

DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………... 109

LAMPIRAN …………………………………………………………….. 111

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Data Impor Dioktil ftalat di indonesia......................................... 2

Tabel 1.2 Industri Dioktil ftalat di Indonesia dan beberapa negara............. 4

Tabel 1.3 Data Pabrik Bahan Baku Dioktil ftalat......................................... 6

Tabel 1.4 Data sifat fisik dan kimia ftalik anhidrat...................................... 7

Tabel 1.5 Data Sifat Fisik dan Kimia 2-Etil heksanol.................................. 8

Tabel 1.6 Data Sifat Fisik dan Kimia Asam Sulfat...................................... 8

Tabel 1.7 Data Sifat Fisik dan Kimia Natrium hidroksida........................... 8

Tabel 1.8 Data Sifat Fisik dan Kimia Dioktil ftalat...................................... 9

Tabel 2.1 Data ΔH masing – masing komponen .......................................... 12

Tabel 2.2 Neraca Massa di sekitar Reaktor.................................................. 19

Tabel 2.3 Neraca Massa di sekitar Mixer...................................................... 19

Tabel 2.4 Neraca Massa di sekitar Netralizer............................................... 20

Tabel 2.5 Neraca Massa di sekitar Decanter................................................ 20

Tabel 2.6 Neraca Massa di sekitar Menara distilasi..................................... 20

Tabel 2.7 Neraca Massa Total Masuk.......................................................... 21

Tabel 2.8 Neraca Massa Total Keluar.......................................................... 21

Tabel 2.9 Neraca Panas Tangki 01............................................................... 21

Tabel 2.10 Neraca Panas Tangki 02............................................................. 22

Tabel 2.11 Neraca Panas Melt tank.............................................................. 22

Tabel 2.12 Neraca Panas Reaktor................................................................ 22

Tabel 2.13 Neraca Panas Mixer................................................................... 23

Tabel 2.14 Neraca Panas Netralizer............................................................. 23

Tabel 2.15 Neraca Panas Decanter.............................................................. 23

Tabel 2.16 Neraca Panas Menara distilasi................................................... 24

Tabel 2.17 Perincian Luas area Pabrik........................................................ 28

Tabel 4.1 Kebutuhan Air sanitasi................................................................ 57

Tabel 4.2 Kebutuhan Air proses................................................................. 58

Tabel 4.3 Kebutuhan Air pendingin........................................................... 58

Tabel 4.4 Kebutuhan Air umpan boiler...................................................... 59

xiv

Tabel 4.5 Kebutuhan Air keseluruhan........................................................ 59

Tabel 4.6 Kebutuhan Listrik Pabrik Dioktil ftalat..................................... 74

Tabel 4.7 Kebutuhan Bahan Bakar Pabrik Dioktil ftalat............................. 74

Tabel 5.1 Jadwal Kerja maisng – masing regu............................................ 90

Tabel 5.2 Pembagian karyawan proses tiap shift.......................................... 91

Tabel 5.3 Jabatan dan Gaji.......................................................................... 93

Tabel 6.1 Cost Index Chemichal Plant........................................................ 101

Tabel 6.2 Perhitungan Fixed Capital Investment......................................... 103

Tabel 6.3 Perhitungan Working Capital...................................................... 104

Tabel 6.4 Perhitungan Direct Manufacturing Cost..................................... 104

Tabel 6.5 Perhitungan Indirect Manufacturing Cost.................................. 104

Tabel 6.6 Perhitungan Fixed Manufacturing Cost...................................... 105

Tabel 6.7 Perhitungan General Expense..................................................... 105

Tabel 6.8 Fixed Cost................................................................................... 106

Tabel 6.9 Variable Cost.............................................................................. 106

Tabel 6.10 Regulated Cost.......................................................................... 106

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Prediksi kebutuhan dioktil ftalat............................................. 3

Gambar 2.1 Diagram alir proses................................................................. 17

Gambar 2.2 Diagram alir proses kuantitatif............................................... 18

Gambar 2.3 Diagram alir proses kualitatif................................................. 18

Gambar 2.4 Tata letak Pabrik..................................................................... 29

Gambar 2.5 Tata letak Peralatan proses..................................................... 31

Gambar 4.1 Diagram alir proses Pengolahan Air Sungai........................... 64

Gambar 5.1 Struktur Organisasi Perusahaan Dioktil ftalat........................ 98

Gambar 6.1 Hubungan tahun dengan nilai cost index chemichal plant...... 102

Gambar 6.2 Grafik Analisis Ekonomi......................................................... 107