( skripsi ) - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/30235/3/skripsi tanpa pembahasan.pdf · anilin...

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



(Perancangan Menara Distilasi 306 (MD-306))

Oleh :


( 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



(Perancangan Menara Distilasi-306 (MD-306))

Oleh


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


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


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


4.1.5 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


4.2.3 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 5.20 Spesifikasi Reboiler ....................................................................... 53


Tabel 5.22 Spesifikasi Menara Distilasi 2........................................................ 55

Tabel 5.23 Spesifikasi Cooler .......................................................................... 55

Tabel 5.24 Spesifikasi Akumulator .................................................................. 56




Tabel 5.28 Spesifikasi Reboiler ....................................................................... 58


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

http://www.icis.com/

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


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 :


Harga (∆Hof) masing- masing komponen pada suhu 298,15 K dapat dilihat

pada Tabel 2.1 sebagai berikut:



C6H5OH -96,36

NH3 -45,90

C6H5NH2 86,86

H2O -241,80

( Yaws,1999)

10


= (∆Hof C6H5NH2 +∆Hof H2O) – (∆Hof C6H5OH + ∆Hof NH3)

= [86,86 + (- 241,80)] – [-96,36 +(- 45,90)]

= - 254,48 kj/mol


= (-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


Harga (∆Hof) masing- masing komponen pada suhu 298,15 K dapat dilihat pada

Tabel 2.1 sebagai berikut:



C6H5Cl 51,84

NH3 -45,90

C6H5NH2 86,86

HCl -92,30

( Yaws,1999)


11

= (∆Hof C6H5NH2 +∆Hof HCl) – (∆Hof C6H5Cl + ∆Hof NH3)

= [86,86 + (- 92,30)] – [51,84 + (- 45,90)]

= 0,5 kj/mol


= (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


Harga (∆Gof) masing- masing komponen pada suhu 298,15 K dapat dilihat


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 -32,89

NH3 -16,40

C6H5NH2 166,69

H2O -288,60

13

( Yaws,1999)


= (∆Gof C6H5NH2 +∆Gof 2 H2O) – (∆Gof C6H5OH + ∆Gof NH3)

= [166,69+ ( 2 x (-288,60)] – [-32,89+(-16,40)]

= - 361,22 kj/mol


- Reaksi 3 :






C6H5Cl 99,16

NH3 -16,40

C6H5NH2 166,69

HCl -95,30

( Yaws,1999)


= (∆Gof C6H5NH2 +∆Gof HCl) – (∆Gof C6H5Cl + ∆Gof NH3)

= [166,69 + (- 95,30)] – [99,16 + (- 16,40)]

= - 44,17 kj/mol


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


- 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


- 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.

http://www.bi.go.id/

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.

http://www.kemenperin.go.id/

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

( skripsi ) - digilib.unila.ac.iddigilib.unila.ac.id/30235/3/skripsi tanpa pembahasan.pdf · anilin...

Documents