PRARANCANGAN PABRIK N-BUTYRALDEHIDADARI PROPILENA DAN SYNGAS
DENGAN KATALIS RHODIUM TRIPHENYLPHOSPHINEKapasitas 190.000 ton/tahun
Jurusan Teknik KimiaFakultas Teknologi Industri Universitas
Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta
2011
Ringkasan Eksekutif
Oleh:
Christiyan Chandra Antono 121050110
Jurusan Teknik KimiaFakultas Teknologi Industri Universitas
Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta
2011
PRARANCANGAN PABRIK N-BUTYRALDEHIDADARI PROPILENA DAN SYNGAS
DENGAN KATALIS RHODIUM TRIPHENYLPHOSPHINEKapasitas 190.000 ton/tahun
Ringkasan Eksekutif
Diajukan kepada Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi IndustriUniversitas Pembangunan Nasional “ Veteran “ Yogyakarta
guna melengkapi syarat - syaratuntuk memperoleh gelar sarjana Teknik Kimia
Oleh:
Christiyan Chandra Antono 121050110
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan YME atas limpahan rahmat
dan karunia-Nya sejak awal penulisan hingga terselesaikannya ringkasan
eksekutif ini, dengan judul “Pra Rancangan Pabrik n-Butyraldehida dari
Propilena dan Syngas dengan katalis Rhodium Triphenylphosphine” dengan
kapasitas 190.000 ton/tahun. Ringkasan eksekutif ini disusun dan diajukan guna
melengkapi syarat-syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Kimia pada
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan
Nasional “Veteran” Yogyakarta.
Dalam penulisan ringkasan eksekutif ini, penulis mendapatkan bimbingan,
dukungan serta bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini
penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Dr. Ir. IGS. Budiaman, MT., selaku Dosen Pembimbing I atas bimbingan
dan arahan yang diberikan selama pengerjaan TA-II.
2. Ir. Wasir Nuri, selaku Dosen Pembimbing II atas bimbingan dan arahan
yang diberikan selama pengerjaan TA-II.
3. Ir. I Ketut Subawa, MT., selaku Dosen Wali atas bimbingan dan dorongan
moral yang telah diberikan selama masa studi.
4. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dorongan moral dalam
penyelesaian TA-II.
Akhir kata penulis mengharapkan semoga tulisan ini bermanfaat bagi yang
memerlukannya dan mohon maaf apabila ada banyak kekurangan dalam
penyusunan ringkasan eksekutif ini.
Yogyakarta, Agustus 2011
Penulis
iv
v
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL........................................................................................ i HALAMAN PENGAJUAN............................................................................. ii HALAMAN PENGESAHAN.......................................................................... iii PRAKATA ....................................................................................................... iv DAFTAR ISI .................................................................................................... v INTISARI......................................................................................................... vi
I. PENDAHULUAN .................................................................................. 1A. Latar Belakang ................................................................................... 1B. Lokasi Pabrik ..................................................................................... 2C. Tinjauan Pustaka ................................................................................ 3
II. SPESIFIKASI BAHAN.......................................................................... 6A. Spesifikasi Bahan Baku ..................................................................... 7B. Spesifikasi Produk ............................................................................. 9C. Spesifikasi Bahan Pendukung ............................................................ 10
III. URAIAN PROSES ................................................................................. 12A. Uraian Proses Produksi ...................................................................... 12B. Diagram Alir Kualitatif ...................................................................... 14C. Diagram Alir Kuantitatif .................................................................... 15
IV. PROCESS ENGINERING FLOW DIAGRAM ..................................... 16A. Diagram Alir Proses........................................................................... 17B. Diagram Alir Utilitas ......................................................................... 18
V. EVALUASI EKONOMI ........................................................................ 19KESIMPULAN ................................................................................................ 26DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 27
vi
INTISARI
Pabrik n-butiraldehida dirancang dengan kapasitas 190.000 ton/tahun, menggunakan bahan baku propilena 97 % sebanyak 129.000 ton/tahun dan syngas sebanyak 90.000 ton/tahun. Pabrik akan didirikan di Balongan, Indramayu, Jawa Barat. Luas tanah yang diperlukan 20.000 m2 dan jumlah tenaga kerja yang diserap sebanyak 155 orang, dengan bentuk perusahaan Perseroan Terbatas (PT) yang berbentuk badan hukum.
Pembuatan n-butiraldehida dilakukan dengan proses hidroformilasi pada suhu 120 ºC dan tekanan 13 atm menggunakan reaktor gelembung berpengaduk. Reaksi berjalan pada kondisi non-isothermal dan adiabatis. Hasil dari reaktor dialirkan ke turbin untuk menurunkan tekanan gas, kemudian diumpankan ke kondensor parsial untuk memisahkan gas yang belum bereaksi dan cairan sebagai produk. Sebagian gas diumpankan kembali menuju reaktor dengan kecepatan umpan 52.000 ton/tahun dan sebagian lagi di purging sebanyak 5.800 ton/tahun. Cairan yang mengandung n-butyraldehida dengan kemurnian 90 % diumpankan menuju menara distilasi untuk dimurnikan menjadi 97 %. Hasil atas menara distilasi adalah produk samping berupa i-butyraldehida dengan kemurnian 70 % sebanyak 20.000 ton/tahun, dan hasil bawah adalah produk utama berupa n- butyraldehida sebanyak 190.000 ton/tahun. Utilitas yang diperlukan terdiri dari air sebanyak 209.000 ton/tahun, udara tekan sebanyak 16.000 m3/tahun dan listrik sebesar 1500 kW dipenuhi dari PLN dengan cadangan 1 buah generator dengan bahan bakar diesel sebanyak 110.000 liter/tahun.
Pabrik direncanakan beroperasi secara kontinyu selama 330 hari dalam satu tahun dan 24 jam dalam 1 hari. Modal tetap yang diperlukan sebesar Rp.220.000.000.000,00. Modal kerja sebesar Rp.95.000.000.000,00 dengan keuntungan sebelum pajak sebesar Rp. 100.000.000.000,00 dan sesudah pajak sebesar Rp. 60.000.000.000,00. Return of Investment (ROI) sebelum pajak 45 %. Pay out time (POT) sebelum pajak 1,8 tahun. Discounted Cash Flow (DCF) 19 %. Break Event Point (BEP) 41 % dan Shut down Point (SDP) 23 %. Berdasarkan evaluasi ekonomi tersebut maka prarancangan pabrik n-butyraldehida layak untuk dipertimbangkan.
Laporan Skripsi Pra Rancangan Pabrik N-Butyraldehida
Jurusan Teknik KimiaUPN “Veteran”
1
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pembangunan Nasional di Indonesia secara keseluruhan tentunya tidak akan
lepas dari peranan sektor industri. Keadaan tersebut membuat sektor industri
khususnya industri kimia mengalami peningkatan secara kualitas maupun
kuantitas baik industri yang mengolah bahan baku maupun bahan penunjang
untuk menjadi bahan setengah jadi ataupun bahan jadi, sehingga dalam hal ini
sangat diperlukan industri dasar, yang memproduksi bahan penunjang untuk
memperlancar pembangunan industri kimia secara keseluruhan. N-butyraldehida
merupakan salah satu bahan penunjang yang sangat penting dan dibutuhkan
dalam industri kimia, antara lain industri plastik, solven, resin dan bahan kimia
agrikultural. Oleh karena itu untuk memenuhi kebutuhan industri tersebut maka
perlu didirikan pabrik n-butyraldehida, sehingga dapat mengurangi
ketergantungan Indonesia terhadap negara lain, bahkan memungkinkan pendirian
pabrik n-butyraldehida dapat meningkatkan nilai eksport ke negara lain sehingga
menambah devisa negara.
Study kelayakan perancangan pabrik kimia yang memproduksi n-
butyraldehida perlu dilakukan. Dengan adanya pengerjaan ini maka diharapkan
nantinya dapat membantu pemerintah dalam hal mengurangi import, ikut
merangsang berdirinya industri kimia lainnya yang terkait dengan bahan baku,
bahan penunjang dan hasil, membuka lapangan kerja baru, mendorong
Jurusan Teknik KimiaUPN “Veteran”
2
Laporan Skripsi Pra Rancangan Pabrik N-Butyraldehida
peningkatan sumber daya manusia dalam rangka IPTEK serta menambah devisa
negara dengan menambah peluang eksport sebagai bahan non migas sehingga
berdampak pada peningkatan kesejahteraan rakyat.
Adapun pertimbangan lainnya adalah ketersediaan bahan baku yaitu
propilena dan gas sintesa yang terdiri dari gas hidrogen dan karbon monoksida
yang diperoleh dari Pertamina. Lokasi pendirian pabrik ( industri kimia ) ini
dipilih di daerah Balongan Propinsi Jawa Barat dikarenakan tersedianya bahan
baku dengan jarak yang dekat, dan dekat pula dengan pelabuhan, serta
dimungkinkan dekatnya daerah pemasaran produk n-butyraldehida tersebut.
B. Lokasi Pabrik
Lokasi Pabrik dapat mempengaruhi kedudukan pabrik dalam persaingan
maupun penentuan kelangsungan hidupnya. Adapun faktor-faktor yang dapat
mempengaruhi penentuan lokasi pabrik yaitu:
1) Segi teknis, meliputi:
Letak pabrik terhadap sumber bahan baku:
Bahan baku berupa propilena dan syngas diperoleh dari Pertamina UP
IV Balongan, pengadaan bahan baku dapat dengan mudah dilakukan dengan cara
pemipaan.
Tersedianya sumber air dan tenaga listrik:
Sumber air dapat diperoleh dari Proyek Jatiluhur pada saluran utama
sebelah timur (East Main Canal). Apabila kanal dalam perbaikan, maka air sungai
Jurusan Teknik KimiaUPN “Veteran”
3
Laporan Skripsi Pra Rancangan Pabrik N-Butyraldehida
diambil dari sungai Cipunegara yang kemudian diolah sehingga memenuhi
persyaratan. Tenaga listrik dapat diperoleh dari PLN.
2) Segi ekonomi, meliputi:
Letak pabrik terhadap pasar:
N-butyraldehida merupakan bahan kimia penunjang berbagai macam
bahan kimia mulai dari industri otomotif sampai agrikultur. Dengan potensi yang
tinggi untuk dimanfaatkan pada banyak industri kimia, sasaran pasar n-
butyraldehida cukup luas. Kabupaten Balongan di Propinsi Jawa Barat merupakan
daerah yang strategis untuk mendirikan pabrik dikarenakan merupakan daerah
industri yang banyak terdapat pabrik kimia. Adanya pelabuhan juga menunjang
pemasaran keluar negeri seperti Jepang, Malaysia, Taiwan, dan Australia.
Tersedianya fasilitas pengangkutan:
Sarana transportasi pada daerah Balongan sangat mendukung operasi
pengadaan bahan baku maupun pemasaran produk. Pemasaran dapat dilakukan
menggunakan mobil tangki maupun kapal laut.
3) Segi sosial
Tenaga kerja menengah kebawah yang dibutuhkan demi menunjang
kebutuhan pabrik dapat direkrut didaerah tersebut sehingga dapat mengurangi
pengangguran.
C. Tinjauan Pustaka
Pembuatan n-butyraldehida telah lama dilakukan melalui reaksi
hidroformilasi dengan bahan baku propylene, karbon monoksida serta hidrogen.
3 6 2
Jurusan Teknik KimiaUPN “Veteran”
4
Laporan Skripsi Pra Rancangan Pabrik N-Butyraldehida
Reaksi hidroformilasi ini kemudian disebut Proses Oxo. Proses Oxo merupakan
reaksi antara karbon monoksida dan hidrogen dengan jenis olefin. Proses oxo
dijalankan pada tekanan yang sangat tinggi sehingga membutuhkan biaya yang
besar. Pada mulanya reaksi hidroformilasi propylene dengan syngas
menggunakan katalis kobalt. Sayangnya, penggunaan katalis kobalt hanya
memberikan rasio perolehan antara n-butyraldehida dengan isobutyraldehida
sebesar 2:1 sampai 4:1.
Seiring dengan kemajuan teknologi, dikembangkanlah proses LPO dengan
menggunakan katalis rhodium yang memberikan perolehan normal isomer yang
lebih berharga lebih banyak, yakni 8:1 sampai 12:1. Selain itu, kondisi operasi
yang diperlukan lebih rendah, dan memberikan efisiensi energi yang lebih tinggi
dibanding penggunaan katalis kobalt (Othmer,1991).
Proses pembuatan n-butyraldehida dengan proses Oxo dibedakan menjadi
dua, yakni:
1) Proses Oxo dengan katalis Cobalt
Reaksi berlangsung dalam fase cair pada suhu 130-160 °C dan tekanan 100-
200 atm. Propilena, hidrogen dan karbon monoksida dikontakan dalam reaktor
yang berisi katalis berupa kobalt hidrokarbonil HCo(CO)4. Perbandingan
n-butyraldehida dan i-butyraldehida yang dihasilkan adalah 2:1 sampai 4:1.
Reaksi yang terjadi menurut Othmer,1991, adalah:
C H + CO + HHCo(CO) 4 n-C4H8O + i- C4H8O
Salah satu kekurangan dari proses hydroformilasi dengan menggunakan
katalis kobalt hidrokarbonil adalah ketergantungannya terhadap tekanan operasi
Jurusan Teknik KimiaUPN “Veteran”
5
yang sangat tinggi (200 atm). Hal ini bertujuan untuk menjaga kualitas kobalt
pada bentuk yang stabil. Kekurangan yang lain adalah selektivitas dari katalis
kobalt yang rendah sehingga sulit untuk memperoleh rasio n-butyraldehida dan
iso-butyraldehida yang relatif tinggi.
2) Proses Low Pressure Oxo dengan katalis Rhodium
Reaksi berlangsung dalam fase gas pada suhu 80-120 °C dan tekanan 7-30
atm. Propilena, hidrogen dan karbon monoksida dengan perbandingan mol 1:1:1
dialirkan ke dalam reaktor, yang telah diisi dengan katalis rhodium (Rh) yang
dilarutkan pada ligan cair berupa triphenylposphine (US.Patent no.4,108,905,
tahun 1978). Menurut Peterson dkk dalam US.Patent no.2008/0027248A1 tahun
2008, penggunaan ligan cair bertujuan untuk menjaga stabilitas rhodium sehingga
mencegah terjadinya kehilangan katalis. Perbandingan n-butyraldehida dan
i-butyraldehida yang dihasilkan adalah 8:1 sampai 12:1 (Othmer, 1991). Reaksi
yang terjadi menurut Othmer, 1991, adalah:
C3H6 + CO + H2RhH(CO) 2 (TPP) 2 n-C4H8O + i- C4H8O
Pada U.S.Patent nomor 5,410,091 tahun 1995 oleh Nall dkk, menyatakan
bahwa penggunaan katalis rhodium pada reaksi oxo memberikan produk yang
didominasi oleh aldehida atau alkohol. Charles dkk cenderung memilih
menggunakan katalis triphenyl-rhodium-carbonyl complex pada suhu antara 80-
150 oC. Pada contoh yang dicantumkan dalam patent tersebut, disebutkan bahwa
penggunaan katalis rhodium pada kondisi operasi tersebut dapat dihasilkan rasio
n-butyraldehida banding i-butyraldehida yang lebih besar dibanding dengan
penggunaan katalis kobalt.
Ringkasan Eksekutif Pra Rancangan Pabrik n-Butyraldehida
SPESIFIKASI BAHAN
A. Bahan Baku
Spesifikasi bahan baku dapat diperoleh dari MSDS masing-masing
komponen.
1. Propilena
Rumus Molekul : C3H6
Fase : Gas
Titik Didih Normal : -47, 72 °C
Spesific Gravity pada 60 F : 0,522
Berat Molekul : 42,08 kg/kgmol
Temepratur Kritis : 91,61 °C
Tekanan Kritis : 46,12 bar
Kapasitas Panas pada 298 K : 29,28 kJ/kmol K
Kapasitas Panas pada suhu T (kJ/kmol K)
A : 2,96,E+01
B : -6,58,E-03
C : 2,01,E-05
D : -1,22,E-08
Sifat Kimia : - Mudah Terbakar
2. Hidrogen
Rumus Molekul : H2
Fase : Gas
Ringkasan Eksekutif Pra Rancangan Pabrik n-Butyraldehida
Titik Didih Normal : -252,76 °C
Spesific Gravity pada 60 F : 0,07
Berat Molekul : 2,02
Temepratur Kritis : -239.88 °C
Tekanan Kritis : 12.95 bar
Kapasitas Panas pada 298 K : 74,29 kJ/kmol K
Kapasitas Panas pada suhu T (kJ/kmol K)
A : 3,13,E+01
B : 7,24,E-02
C : 1,95,E-04
D : -2,16,E-07
Sifat Kimia - Mudah Terbakar
- Mudah Meledak
- Tidak Berwarna
- Tidak Bebau
3. Karbon monoksida
Rumus Molekul : CO
Fase : Gas
Titik Didih Normal : -191.45 °C
Spesific Gravity pada 60 F : 0.8008
Berat Molekul : 28.01 kg/kgmol
Temepratur Kritis : -140,2 °C
Tekanan Kritis : 34,98 bar
Ringkasan Eksekutif Pra Rancangan Pabrik n-Butyraldehida
Kapasitas Panas pada 298 K : 86,59 kJ/kmol K
Kapasitas Panas pada suhu T (kJ/kmol K)
A : 2,83,E+01
B : 1,16,E-01
C : 1,96,E-04
D : -2,33,E-07
Sifat Kimia - Mudah Terbakar
- Beracun
- Tidak Berwarna
- Tidak Bebau
4. Propana
Rumus Molekul : C3H8
Fase : Gas
Titik Didih Normal : -42, 05 °C
Spesific Gravity pada 60 F : 0,507
Berat Molekul : 44,01 kg/kgmol
Temepratur Kritis : 96,67 °C
Tekanan Kritis : 42,49 bar
Kapasitas Panas pada 298 K : 29,04 kJ/kmol K
Kapasitas Panas pada suhu T (kJ/kmol K)
A : 2,54,E+01
B : 2,02,E-02
C : -3,85,E-05
Ringkasan Eksekutif Pra Rancangan Pabrik n-Butyraldehida
D : 3,19,E-08
Sifat Kimia : - Mudah Terbakar
- Mudah Menguap
B. Produk
1. N-butyraldehida
Rumus Molekul : C4H8O
Fase : Cair
Titik Didih Normal : 74,8 °C
Spesific Gravity pada 60 F : 0,803
Berat Molekul : 72,11 kg/kgmol
Temepratur Kritis : 264,05 °C
Tekanan Kritis : 43,2 bar
Kemurnian : 97 %
Kapasitas Panas pada 298 K : 149,3 kJ/kmol K
Kapasitas Panas pada suhu T (kJ/kmol K)
A : 7,06,E+01
B : 7,26,E-01
C : -2,53,E-03
D : 3,31,E-06
Sifat Kimia : - Mudah Terbakar
- Bau Menyengat
2. I-butyraldehida
Rumus Molekul : C4H8O
Jurusan Teknik KimiaUPN “Veteran”
10
Ringkasan Eksekutif Pra Rancangan Pabrik n-Butyraldehida
Fase : Cair
Titik Didih Normal : 64 °C
Spesific Gravity pada 60 F : 0,79
Berat Molekul : 72,11 kg/kgmol
Temperatur Kritis : 233,85 °C
Tekanan Kritis : 41 bar
Kemurnian : 70 %
Kapasitas Panas pada 298 K : 165,07 kJ/kmol K
Kapasitas Panas pada suhu T (kJ/kmol K)
A : 7,41,E+01
B : 6,21,E-01
C : -1,95,E-03
D : 2,90,E-06
Sifat Kimia : - Mudah Terbakar
- Bau Menyengat
C. Bahan Pendukung
1. Katalis Rhodium Triphenylphosphine
Rumus Molekul : HRh(CO)2(TPP)2
Fase : Cair
Titik Didih Normal : 377 °C
Spesific Gravity pada 60 F : 1,124
Berat Molekul : 262,291 kg/kgmol
Temperatur Kritis : 734,85 °C
Jurusan Teknik KimiaUPN “Veteran”
11
Ringkasan Eksekutif Pra Rancangan Pabrik n-Butyraldehida
Tekanan Kritis : 78,4 bar
Surface Tension : 0,0343 kg/s2
Densitas pada 120 °C : 1044,917 kg/m3
Viskositas : 462 Centipose
Jurusan Teknik KimiaUPN “Veteran”
12
Ringkasan Eksekutif Pra Rancangan Pabrik n-Butyraldehida
URAIAN PROSES
A. Uraian Proses Produksi
Bahan baku berupa gas propilena dengan kemurnian 97,5 % mol
diumpankan kedalam reaktor R-01 bersamaan dengan syngas, dengan komposisi
50 % gas hidrogen dan 50 % gas karbon monoksida serta campuran gas dari arus
recycle. Perbandingan mol ketiga reaktan adalah 1:1:1 dengan kondisi operasi
pada suhu 120 °C dan tekanan 13 atm. Katalis yang digunakan adalah rhodium,
yang disangga dengan ligan cair yakni triphenylposphine. Reaksi yang terjadi
dalam reaktor adalah:
C3H6 + CO + H2RhH(CO) 2 (TPP) 2 10
n-C4H8O +11
1i- C4H8O
11
Reaktor yang digunakan adalah reaktor gelembung dan dilengkapi dengan
pengaduk yang bertujuan untuk memperluas transfer massa dan luas kontak yang
baik antara reaktan dan katalis. Reaksi berjalan pada kondisi non-isothermal dan
adiabatis. Gas yang keluar dari reaktor R-01 dengan suhu 141,2 °C dan tekanan
13 atm diturunkan tekananya dalam turbin TU-01 menjadi 2 atm dan 98 °C.
Selanjutnya gas yang keluar dari turbin dialirkan menuju kondensor parsial CD-
01. Campuran gas dipisah antara gas yang belum bereaksi dengan cairan yang
merupakan produk.
Gas yang belum sempat bereaksi dan sedikit i-butyraldehida sebagian di
recycle dan sebagian di purging agar tidak terjadi akumulasi komponen inert
dalam sistem. Gas pada arus recycle dikompresi pada kompressor CR-01 sehingga
tekananya naik dari 1,7 atm menjadi 13 atm, dan didinginkan dalam pendingin
CL-03 agar suhunya menjadi 120 °C dan siap diumpankan kembali kedalam
reaktor R-01.
Kondensat yang keluar dari kondensor CD-01 adalah n-butyraldehida
dengan kemurnian 90 % dan akan dimurnikan menjadi 97 %. Proses pemurnian
dilakukan dalam menara distilasi MD-01 dimana umpan masuk pada suhu 91,8 °C
dan tekanan 1,7 atm. Komponen ringan berupa i-butyraldehida akan menjadi
produk atas menara dengan suhu 75 °C dan tekanan 1,3 atm, dan diembunkan
dalam kondensor CD-02. Kondensat ditampung pada akumulator AC-01 dan
diumpankan kembali ke menara distilasi MD-01 sebagai reflux. I-butyraldehida
dengan kemurnian 70 % sebagian dipompa menuju tangki penyimpan TP-02,
melewati pendingin CL-02. Komponen berat yaitu n-butyraldehida merupakan
produk bawah menara distilasi MD-01 dengan kondisi operasi pada suhu 98 °C
dan tekanan 2 atm, sebagian diuapkan dalam reboiler RB-01 untuk diumpankan
kembali menuju MD-01. Sebagian lagi dipompa menuju tangki produk TP-01
setelah melewati pendingin CL-01, dengan tujuan untuk menurunkan suhu produk
menjadi 50 °C.
Ringkasan Eksekutif Pra Rancangan Pabrik n-Butyraldehida
Jurusan Teknik KimiaUPN “Veteran”
14
B. Diagram Alir Kualitatif
GAMBAR 1. DIAGRAM ALIR KUALITATIF
C. Diagram Alir Kuantitatif
GAMBAR 2. DIAGRAM ALIR KUANTITATIF
Ringkasan Eksekutif Pra Rancangan Pabrik n-Butyraldehida
PROCESS ENGINEERING FLOW DIAGRAM
A. Diagram alir Proses
B. Diagram Alir Utilitas
Jurusan Teknik KimiaUPN “Veteran” Yogyakarta 16
Ringkasan Eksekutif Pra Rancangan Pabrik n-Butyraldehida
Jurusan Teknik KimiaUPN “Veteran”
17
A. Diagram Alir Proses
GAMBAR 3. DIAGRAM ALIR PROSES
B. Diagram Alir Utilitas
GAMBAR 4. DIAGRAM ALIR UTILITAS
Ringkasan Eksekutif Pra Rancangan Pabrik n-Butyraldehida
Jurusan Teknik KimiaUPN “Veteran”
19
EVALUASI EKONOMI
Evaluasi ekonomi digunakan sebagai dasar pengambilan keputusan tentang
kelayakan pendirian pabrik, serta mengetahui jangka waktu pengembalian modal
yang telah ditanam. Dengan demikian dapat diketahui apakah pabrik tersebut
menarik atau tidak bagi investor.
A. Investasi
Modal investasi adalah modal yang diperlukan untuk membangun fasilitas
produksi dan menjalankannya. Modal investasi terdiri dari modal tetap (fixed
capital) dan modal kerja (working capital). Berikut adalah rincian investasi modal
tetap dan modal kerja:
Ringkasan Investasi Modal Tetap (FC)Perihal $ Rp
I.a.1. Harga alat sampai di tempat 5.017.213,27 42.721.571.009,74I.a.2. Instalasi alat 1.824.578,39 15.536.284.951,34I.a.3. Pemipaan 2.751.972,41 23.433.045.102,54I.a.4. Instrumentasi 758.057,72 6.454.861.492,41I.a.5. Isolasi 152.341,64 1.297.189.077,27I.a.6. Instalasi listrik 752.581,99 6.408.235.651,46I.a.7. Bangunan 1.659.688,78 14.132.250.000,00I.a.8. Tanah dan perbaikan 752.581,99 6.408.235.651,46I.a.9. Utilitas 3.615.257,61 30.783.918.556,79Infestasi Fisis Pabrik (PPC) 17.284.273,81 147.175.591.493,01Rekayasa dan Konstruksi (20% PPC) 3.456.854,76 29.435.118.298,60Infestasi Pabrik Langsung (DPC) 20.741.128,57 176.610.709.791,61Upah Kontarktor (10% DPC) 2.074.112,86 17.661.070.979,16Biaya Tak Terduga (15% DPC) 3.111.169,29 26.491.606.468,74Investasi Modal Tetap (FC) 25.926.410,72 220.763.387.239,51
Jurusan Teknik KimiaUPN “Veteran”
20
Ringkasan Eksekutif Pra Rancangan Pabrik n-Butyraldehida
Ringkasan Investasi Modal Kerja (WC)Perihal $/tahun Rp/tahun
I.b.1. Inventory bahan baku 0,00 0,00I.b.2. Inventory bahan dalam proses 64.340,94 547.863.122,84I.b.3. Inventory produk 386.045,65 3.287.178.737,03I.b.4. Kredit perluasan 7.077.503,64 60.264.943.512,20I.b.5. Persediaan tunai 3.538.751,82 30.132.471.756,10Total 11.066.642,06 94.232.457.128,17
B. Biaya Manufacturing
Biaya manufacturing merupakan biaya dasar yang diperlukan untuk
memproduksi produk, berikut ringkasan biaya manufacturing:
Ringkasan Biaya ManufacturingPerihal $/tahun Rp/tahun
II.a.1.1. Bahan Baku 24.528.202,79 208.857.646.716,25II.a.1.2. Buruh 253.669,99 2.160.000.000,00II.a.1.3. Supervisi 38.050,50 324.000.000,00II.a.1.4. Pemeliharaan alat 1.814.848,75 15.453.437.106,77II.a.1.5 Persediaan alat 272.227,31 2.318.015.566,01II.a.1.6 Royalty dan patent 654.774,53 5.575.405.124,11II.a.1.7 Utilitas 5.276.112,04 44.926.094.051,99Biaya Pengolahan Langsung 32.837.885,91 279.614.598.565,12II.a.2.1. Payroll overhead 50.734,00 432.000.000,00II.a.2.2. Laboratorium 50.734,00 432.000.000,00II.a.2.3. Plant overhead 1.053.284,62 8.968.718.553,38II.a.2.4. Kemasan 1.309.549,06 11.150.810.248,22II.a.2.5 Distribusi 3.273.872,65 27.877.025.620,54Biaya Pengolahan Tidak Langsung 5.738.174,33 48.860.554.422,15II.a.3.1. Depresiasi 2.592.641,07 22.076.338.723,95II.a.3.2. Pajak kekayaan 518.528,21 4.415.267.744,79II.a.3.3. Asuransi 518.528,21 4.415.267.744,79II.a.3.4. Penanganan limbah 259.264,11 2.207.633.872,40Biaya Pengolahan Tetap 3.888.961,61 33.114.508.085,93Total Biaya Manufacturing 42.465.021,85 361.589.661.073,19
Jurusan Teknik KimiaUPN “Veteran”
21
Ringkasan Eksekutif Pra Rancangan Pabrik n-Butyraldehida
C. General Expanses (biaya umum)
Perihal $/tahun Rp/tahunII.b.1. Administrasi 3.994.154,51 34.010.225.620,54II.b.2. Sales dan promosi 1.309.549,06 11.150.810.248,22II.b.3. Penelitian dan pengembangan 1.636.936,33 13.938.512.810,27II.b.4. Finansial 1.109.791,58 39.374.480.545,96Total 8.050.431,48 98.474.029.224,99
D. Penjualan dan Laba
Laba sebelum pajak merupakan laba yang diperoleh perusahaan dari hasil
penjualan produk sebelum dikenakan pajak. Besarnya laba merupakan selisih
antara hasil penjualan dengan biaya produksi.
Besarnya Biaya Produksi = Fa + Va + Ra
Biaya Tetap (Fa)Perihal Rp/tahunDepresiasi 22.076.338.723,95Pajak Kekayaan 4.415.267.744,79Asuransi 4.415.267.744,79Total Fa 30.906.874.213,53
Biaya Variabel (Va)Perihal Rp/tahunBahan Baku 208.857.646.716,25Kemasan 11.150.810.248,22Utilitas 44.926.094.051,99Distribusi 27.877.025.620,54Royalti dan Paten 5.575.405.124,11Total Va 298.386.981.761,10
Jurusan Teknik KimiaUPN “Veteran”
22
Ringkasan Eksekutif Pra Rancangan Pabrik n-Butyraldehida
Biaya Mengambang (Ra)Perihal Rp/tahunBuruh 2.160.000.000,00Payroll overhead 432.000.000,00Plant overhead 8.968.718.553,38Supervisi 324.000.000,00Laboratorium 432.000.000,00Pengeluaran umum 98.474.029.224,99Pemeliharaan alat 15.453.437.106,77Persediaan alat 2.318.015.566,01Total Ra 128.562.200.451,16
Biaya produksi
Rp 30.906.874.213,53 Rp 298.386.98 1.761,10 Rp 128.562.20 0.451,16
Rp 457.856.056.425,79
Hasil penjualan berdasarkan kapasitas 190.000 ton/th
Harga jual per kg = $ 0,34/kg atau Rp 2.900,00/kg
Laba sebelum pajak Rp 99.684.455.985,10 /th
Laba setelah pajak Rp 59.810.673 .591,06 /th
Harga Dasar Produk
Harga dasar produk merupakan harga jual produk dimana tidak memberikan
keuntungan maupun kerugian.
Harga Dasar = Fa + Ra = Va
Harga dasar $ 0,28/kg
Dengan harga dasar sebesar $ 0,28/kg dan harga jual $ 0,34/kg, maka keuntungan
yang diperoleh sebesar $ 0,06/kg atau Rp 525/kg.
E. Break Even Point
BEP dibuat untuk menunjukkan minimum operating rate yang masih dapat
memberikan keuntungan. Keadaan ini dapat ditunjukkan oleh titik BEP.
GAMBAR 5. GRAFIK BEP
F. Analisa Kelayakan
Analisa kelayakan merupakan hal penting yang harus dilakukan untuk
mengetahui potensi pabrik, dalam memberikan keuntungan dan kemampuan
pengembalian modal dalam kurun waktu tertentu. Beberapa hal yang termasuk
dalam analisis kelayakan antara lain:
1) Return Of Investment (ROI)
Return Of Investment adalah perkiraan keuntungan yang dapat
diperoleh setiap tahun (dalam persen), berdasarkan kecepatan pengembalian
modal yang diinvestasikan. Nilai minimal ROI sebelum pajak untuk pabrik
beresiko tinggi adalah 44 %. Besarnya ROI berdasarkan perhitungan adalah:
ROI sebelum pajak : 45,15 %
2) Pay Out Time (POT)
Pay Out Time adalah waktu yang dibutuhkan untuk pengembalian
modal tetap, yang ditanamkan atas dasar keuntungan setiap tahunya setelah
ditambah dengan penyusutan. Waktu maksimal POT sebelum pajak untuk pabrik
beresiko tinggi adalah 2 tahun. Besarnya ROI berdasarkan perhitungan adalah:
POT sebelum pajak : 1,81 tahun
3) Break Event Point (BEP)
Break Event Point adalah titik yang menunjukkan bahwa perusahaan
hanya mampu menjual produk dalam persentase tertentu, dan hasil penjualanya
hanya mampu untuk membayar biaya pengeluaran total, sehingga pabrik tidak
mendapatkan keuntungan dan tidak mengalami kerugian. Besarnya BEP adalah
41,07 %.
4) Shut Down Point
Shut Down Point adalah titik yang menunjukkan bahwa perusahaan
hanya mampu menjual produk dalam persentase tertentu, dan hasil penjualanya
hanya mampu untuk membayar fixed cost dan tidak mampu membayar
pengeluaran yang lain sehingga lebih baik pabrik tutup. Besarnya SDP adalah
22,8 %.
5) Discounted Cash Flow Rate (DCFR)
Discounted Cash Flow Rate merupakan besarnya perkiraan
keuntungan yang diperoleh tiap tahun, didasarkan pada jumlah investasi yang
tidak kembali setiap tahun selama umur ekonomis pabrik. Discounted Cash Flow
Rate yang diperoleh sebesar 18,36 %.
KESIMPULAN
Pabrik n-butyraldehida merupakan pabrik beresiko tinggi. Beberapa faktor
yang mendukung pendirian pabrik antara lain:
1) Segi Proses
N-butyraldehida yang dihasilkan memiliki kemurnian 97 % yang
mampu bersaing dipasar.
Kondisi operasi relatif rendah.
2) Evaluasi Ekonomi
ROI sebelum pajak 45 % dengan standar minimum ROI sebelum
pajak 44 % .
POT sebelum pajak 1,8 tahun dengan standar minimum POT
sebelum pajak 2 tahun.
BEP sebesar 41 %.
Berdasarkan evaluasi ekonomi, prarancangan pabrik n-butyraldehida dengan
kapasitas 190.000 ton/tahun layak untuk dipertimbangkan.
DAFTAR PUSTAKA
, “ Statistik Perdagangan Luar Negeri ( Import ) 2009 ”, jilid 2, Biro PusatStatistik, Jakarta.
Aries, R.S., Newton., R.D., 1955, “ Chemical Engineering Cost Estimation ”, McGraw Hill, USA.
Banister, J.H., Harrison, G.E., 2005, “ Hydroformylation Process With Recycle Of Active Rhodium Catalyst ”, United States Patent no.US2005/6946580B2, Davy Process Technology, Ltd., London.
Brownell, L.E., Young, E.H., 1950, “ Process Equipment Design ”, John Willey and Sons, Inc., New York.
Branan, C., 2002, “ Rules Of Thumb For Chemical Engineers ”, 3th ed., GulfPublishing Company, Inc., Texas.
Caers, R.F., Beckers, H.J., 2007, “ Propylene Hydroformylation ”, United StatesPatent no.US2007/0282133A1, Exxonmobil Chemical Company, Texas.
Cents, A.H., 2003, “ Mass Transfer and Hydrodynamics in Stirred Gas Liquid- Liquid Contactors ”, Thesis, University Of Twente, Amsterdam.
Coulson, J. M. and Richardson, J. F., 2005, “ Chemical Engineering - An Introduction to Chemical Engineering Design ”, vol. 6, 4th ed., Pergamon Press Inc., New York.
Froment, G. F. and Bischoff, K. B., 1980, “ Chemical Reactor Analysis andDesign ”, 2nd ed. John Willey and Sons, Inc., New York.
Kern, D.Q., 1965, “ Process Heat transfer ”, McGraw Hill Book Company, Tokyo.
Kirk and Othmer, D.F., 1991, “ Encyclopedia of Chemical Tecnologi ”, Vol I, 4th
ed., Willey and Sons, Inc., New York.
Kuppan,T., 2000, “ Heat Exchanger Design Handbook ”, Marcell Dekker, Inc., New York.
Ludwig, E.E., 2006, “ Applied Process Design for Chemical and PetrochemicalPlants ”, 4th ed., Vol I, II & III, Gulf Publishing Company, Houston.
Nall, C.S., 1995, “ Rhodium Catalyzed Oxo Process In Tubular Reactor ”, United
States Patent no.5410091, Quimica Oxal C.A, Caracas.
Perry, R.H. and Don Green, 2008, “ Chemical Engineering Handbooks ”, 8th ed., Mc Graw Hill, New York.
Peters, M.S. and Timmerhous, K.D., 2003, “ Plant Design and Economic forChemical Engineers ”, 5th ed., Mc Graw Hill, Singapore.
Peterson, R., 2008, “ Stabilization Of A Hydroformylation Process ”, United States Patent no.US2008/0027248A1, Union Carbide Chemicals And Plastics Technology, Co., Midland.
Powel, S.T., 1954, “ Water Conditioning for Industry ”, 1st ed., Mc Graw HillBook Co., Inc., Tokyo.
Ramachandran, R., 1995, “ Process For The Production of Oxo Products ”, UnitedStates Patent no.5463137, The BOC Group, Inc., New Jersey.
Stephanopoulos, G., 1984, “ Chemical Process Controll: An Introduction toTheory and Practice, PTR. Prentice-Hall, Inc., New Jersey.
Treyball, R.E., 1981, “ Mass Transfer Operation ”, 3th ed., International StudioEdition, Mc Graw Hill Book, Singapore.
Wallas, S.M., 1990, “ Chemical Process Equipment ”, Butterworth-Heinemann, Washington.
Wilkinson, G., 1978, “ Catalytic Reactions “, United States Patent no.4108905, Johnson, Matthey & Co, Ltd., London.