PRARANCANGAN PABRIK AMONIUM KLORIDA (NH4Cl)
DARI AMONIA (NH3) DAN ASAM KLORIDA (HCl)
DENGAN KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN
(Perancangan Rotary Dryer 301 (RD-301))
(Skripsi)
Oleh
HILDA LESTARI
1345041003
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2018
i
ABSTRAK
PRARANCANGAN PABRIK AMONIUM KLORIDA (NH4Cl) DARI
AMONIAK (NH3) DAN ASAM KLORIDA (HCl) DENGAN KAPASITAS
30.000 TON/TAHUN (Perancangan Rotary Dryer (RD-301))
Oleh
HILDA LESTARI
Pabrik Amonium Klorida (NH4Cl) berbahan baku Amoniak (NH3) dan
Asam Klorida (HCl) direncanakan didirikan di Banyuasin, Sumatera Selatan.
Pendiriaan pabrik berdasarkan atas pertimbangan ketersediaan bahan baku, sarana
transportasi yang memadai, tenaga kerja yang mudah didapatkan dan kondisi
lingkungan.
Pabrik direncanakan memproduksi Amonium Klorida sebanyak 30.000
ton/tahun, dengan waktu operasi 24 jam/hari, 330 hari/tahun. Bahan baku yang
digunakan adalah Amoniak sebanyak 1.222,05 Kg/jam dan Asam Klorida sebanyak
7.791,92 Kg/jam.
Penyediaan kebutuhan utilitas pabrik terdiri dari unit pengadaan air,
pengadaan steam, pengadaan listrik, pengadaan udara instrument, dan pengadaan
refrigerant.
Bentuk perusahaan adalah Perseroan Terbatas (PT) menggunakan struktur
organisasi line dan staff dengan jumlah karyawan sebanyak 144 orang.
Dari analisis ekonomi diperoleh:
Fixed Capital Investment (FCI) = Rp. 247.823.012.657,-
Working Capital Investment (WCI) = Rp. 43.733.472.822,-
Total Capital Investment (TCI) = Rp. 291.556.485.479,-
Break Even Point (BEP) = 44,77%
Shut Down Point (SDP) = 20,53%
Pay Out Time before taxes
Pay Out Time after taxes
Return on Investment before taxes
(POT)b
(POT)a
(ROI)b
=
=
=
1,89 tahun
2,26 tahun
28,39%
Return on Investment after taxes (ROI)a = 22,71%
Discounted cash flow (DCF) = 36,26%
Mempertimbangkan paparan di atas, sudah selayaknya pendirian pabrik
Amonium Klorida ini dikaji lebih lanjut, karena merupakan pabrik yang
menguntungkan dari sisi ekonomi dan mempunyai prospek yang relatif cukup baik.
ii
ABSTRACT
MANUFACTURING OF AMMONIUM CHLORIDE (NH4Cl) FROM
AMMONIA (NH3) AND HYDROGEN CHLORIDE (HCl)
CAPACITY 30.000 TONS/YEAR
(Rotary Dryer Design (RD-301))
By
HILDA LESTARI
Ammonium Chloride plant use raw materials Ammonia (NH3) and
Hydrogen Chloride (HCl). The location of plant is planned in Banyuasin, South
Sumatera. Establishment of this plant is based on some consideration due to the
raw material resourcess, the transportation, the labors availability and also the
environmental condition.
Capacity of the plant is planned to production Ammoinum Chloride is
30.000 tons/year with operation time 24 hour/day, 330 hour/year. Raw materials
used Ammonia (NH3) 1.222,05 Kg/hour and 7.791,92 Kg/hour of Hydrogen
Chloride.
The utility units consist of water supply system, heating oil supply system,
steam supply system, instrument air supply system, and refrigerant supply system.
The bussines entity form is Limited Liability Company (Ltd) using line
and staff organizational structure with 144 labors.
From the economic analysis, it is obtained that: Fixed Capital Investment (FCI) = Rp. 247.823.012.657,-
Working Capital Investment (WCI) = Rp. 43.733.472.822,-
Total Capital Investment (TCI) = Rp. 291.556.485.479,-
Break Even Point (BEP) = 44,77%
Shut Down Point (SDP) = 20,53%
Pay Out Time before taxes
Pay Out Time after taxes
Return on Investment before taxes
(POT)b
(POT)a
(ROI)b
=
=
=
1,89 tahun
2,26 tahun
28,39%
Return on Investment after taxes (ROI)a = 22,71%
Discounted cash flow (DCF) = 36,26% By considering above the summary, it is proper establishment of Ammonium Chloride plant for studied further, because the plant is profitable and has good prospects future.
PRARANCANGAN PABRIK AMONIUM KLORIDA (NH4Cl)
DARI AMONIA (NH3) DAN ASAM KLORIDA (HCl) DENGAN
KAPASITAS 30.000 TON/TAHUN (Tugas Khusus Perancangan Rotary Dryer (RD- 301))
Oleh
HILDA LESTARI
1345041003
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar
Sarjana Teknik
Pada
Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2018
vii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tanjung Enim, Kecamatan Lawang Kidul,
Kabupaten Muara Enim, Sumatera Selatan pada tanggal 27
Maret 1995, sebagai putrikeduadari tigabersaudara, dari
pasangan Bapak Asruludin dan Ibu Sardianah.
Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar Negeri24Lawang Kidultahun
2007, Sekolah Menengah Pertama Negeri 2 Lawang Kidul pada tahun 2010, dan
Sekolah Menengah Atas Negeri 1Muara Enimpada tahun 2013.
Pada tahun 2013, penulis terdaftar sebagai Mahasiswa Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik Universitas Lampung.
Pada tahun 2017, penulis melakukan Kerja Praktek di PT. PERTAMINA
REFENERY UNIT-III PLAJU-SUNGAI GERONGyang berlokasi di Plaju,
Sumatera Selatandengan Tugas Khusus “Evaluasi Kinerja Heat Exchanger (FC-E-
2A/B/C/D) Pada Unit RFCCU”. Selain itu, penulis melakukan penelitian dengan
judul “Aplikasi Mikrofibril Selulosa Dari Batang Sorgum Sebagai Bahan Pengisi
Pada Sintesis Film Bioplastik’’. Penelitian ini juga telah dipublikasikan pada
Review Paper Jurnal Rekayasa Kimia Dan Lingkungan UNSYIAH denganNomor
ISSN: 1412-5064. Pada tahun 2016/2017 penulis pernah menjadi Asisten
Praktikum Instruksional I di Teknik Kimia Unila. Penulis juga pernah menjadi
viii
peserta lomba essay magang di German pada Foreign Policy Community of
Indonesia (Fpc Indonesia) pada tahun 2016. Pada tahun 2017 penulis menjadi
semi finalis pada karya ilmiah Chain Unsyiah. Penulis juga pernah menjadi Staff
Divisi Chemical Engineering English Club 2014-2015, Sekretaris DivisiChemical
Engineering English Club 2015-2016.
ix
Sebuah Karya Emas....
Dengan segenap hati kupersembahkan tugas akhir ini kepada:
Allah SWT, Atas berkat rahmat dan karunianya lah saya dapat menyelesaikan
Tugas Akhir Ini dengan baik dan lancar.
Orang tuaku Bapak Asruludin dan Ibu Sardianah sebagai motivasi terbesarku, terima kasih atas doa, semangat dan pengorbanannya
sehingga saya sampai ke tahap ini tanpa kalian saya bukan siapa siapa, i love you more my parent.
My sister Electrina Rahmadani terkece bala bala nemo dan My Little
Brother Rizki Aditama terima kasih atas support, ceramah dan nasihat yang sering di berikan kepada saya sehingga penulis sampai ke
tahap ini mendapatkan gelar Sarjana Teknik Kimia Universitas Lampung.
Dosen-dosen saya sebagai tanda hormat saya, terima kasih atas ilmu yang telah diberikan.
Kepada Almamater tercinta,
semoga ilmu yang saya peroleh di Universitas Lampung ini mampu berguna dikemudian hari.
AMIN
x
Motto Dan Persembahan
”Barang siapa yang keluar untuk mencari ilmu maka ia berada
dijalan Allah hingga ia pulang”
(HR: Tarmidzi)
”Barang siapa berjalan untuk menuntut ilmu maka Allah
akan memudahkan baginya jalan menuju surga”
(HR: Muslim)
”Jangan pernah menyerah selagi kakimu masih mampu menginjak
bumi, teruslah berjuang karna kesuksesan hanya milik orang yang
menghargai perjuangan dan pengorbanan”
(Hilda Lestari)
”Kuliah itu yang terpenting prosesnya, Hasil tidak akan
mengkhianati proses, nilai hanya bonus dari sebuah perjuangan”
(FSP)
xi
SANWACANA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWTatas berkat rahmat dan
hidayah-Nya, sehingga tugas akhir ini dengan judul Prarancangan Pabrik
Amonium Klorida (NH4Cl) Dari Amonia (NH3) dan Asam Klorida (HCl) Dengan
Kapasitas 30.000 Ton/Tahun” dapat diselesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat guna
memperoleh derajat kesarjanaan (S-1) di Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Lampung.
Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari beberapa
pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ir. Azhar, M.T.,selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Lampung.
2. Dr.Eng DewiAgustina Iryani, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing I, yang
telah memberikan pengarahan, masukan, bimbingan, kritik dan saran selama
penyelesaian tugas akhir.
3. Muhammad Hanif, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II, yang telah
memberikan ilmu, saran, masukan, nasihat dan pengertiannya dalam
membantu penyelesaian tugas akhir.
4. Simparmin Br. Ginting,S.T.,M.T., dan Edwin Azwar,S.T.,M.TA.,Ph.D., selaku
Dosen Penguji yang telah memberikan saran, kritik dan masukannya sehingga
tugas akhir ini menjadi lebih baik lagi.
xii
5. Seluruh Dosen Teknik Kimia Universitas Lampung, atas semua ilmu dan
bekal masa depan yang akan selalu bermanfaat.
6. Keluargaku tercinta, Bapak Asruludin dan Ibu Sardianah yang selalu
memberikan doa, semangat, motivasi, cinta dan kasih sayangnyasehingga
penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. My sister Electrina
Rahmadani andMy little brother Rizki Aditama yang selalu memberikan
motivasi, nasihat dan dukungan serta semangatnya kepada penulis dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
7. Septi Qomah selaku partner seperjuangan dalam suka dan duka yang telah
membantu penulis dalam penyelesaian laporan tugas akhir.
8. Sahabat terbaikku (Hallo) Fransiska Pratiwi S, Rini Martina, Siti Apriani,
Atika Maharani NP, Gracelia Irmalinda yang telah membantu penulis selama
hidup di Teknik Kimia Unila, terima kasih atas semua bantuan dan
kebersamaan selama 5 tahun ini, terima kasih sudah menjadi sodara yang
membantu penulis dalam segala hal. Semoga nantinya kita akan bertemu pada
keadaan dimana kita sudah sukses dan berhasil sama-sama amin.
9. Sahabat terbaikku TL (Tembesu Lovers) Reski Novi wulandari, Mega Arina,
Kiki Andriani, Chyntia Yolara, dan Wita DS yang telah memberikan motivasi,
doa, dan semangatnya agar penulis cepat lulus. Dan terima kasih kepada
teman terbaik KKN ku Mesiska larastiyang tak henti-hentinya memberikan
dorongan semangat kepada penulis agar cepat menyelesaikan tugas akhir ini.
10. Fetra Sari Pandiangan selaku sodara yang termenyebalkan, terima kasih telah
menemani penulis dalam senang maupun susah, yang telah menjadi
pendengar setia atas keluhan-keluhan selama mengemban ilmu di teknik
xiii
kimia unila, terima kasih telah menyadarkan penulis bahwa proses itu
sangatlah penting dan terima kasih atas semangat, motivasi dan doanya
sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan cepat.
11. Andri Sanjaya, S.T., selaku teman terbaik yang telah membantu penulis dalam
menyelesaikan tugas akhir.
12. Anggun Lestari dan Nurhasanah selaku teman berjuang dalam tugas-tugas
kampus, kuis maupun uas yang tidak pernah bosan membantu penulis.
13. Cindy Rizka A, Fadhilla Soraya I dan Heru selaku teman terbaik yang telah
membantu banyak hal dalam senang maupun susah selama di Teknik Kimia
Unila.
14. Zelf Study selaku kakak terbaik yang membantu penulis dalam mencari data
tentang pusri, terima kasih atas bantuan dan semangatnya selama ini.
15. Kak Dedi Icun, Faiq Sulthon, Jimmy Ade P, Eka Trimas W, selaku teman
penulis yang telah memberikan semangat dan motivasi sehingga tugas akhir
ini dapat terselesaikan dengan baik.
16. Teman Angkatan Achmad Fachry Z, Ade Febriana, Agus Sudarno, Alib Yuli
S, Amalia Sasmita Y, Ancastami, Anggi Pratiwi, Anggita Pradana, Ani Lailia,
Annisa Mufida, Della Inestia, Eka Nanda P, Firstiando Yuda P, Guntur
Wahyu, Hermawan, Indah Lestari, Kiki Fatmala D, Laila Kurnia P, M Rouf
Suprayogi, Meiliza Anggraini, Nita Pita S, Pia Sabrina M, Rantiana S, Rendy
Parningotan P, Rohmat, Wanda Gustina U, Yeni Yulia.
17. Teman Seperjuangan Bioplastik (Dita Evaniya N, Verra Prinita, Fakih Aulia)
Terima kasih atas bantuan dan supportnya selama ini.
xiv
18. Adik tingkatku Veni Tri A dan Nada Gomey yang telah membatu dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
19. Adik-adik dan kakak-kakak tingkat di Jurusan Teknik Kimia, yang banyak
memberikan cerita, pembelajaran, dan pengalaman warna-warni selama
berada di kampus.
20. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini.Semoga
Allah SWT membalas kebaikan mereka terhadap penulis dan semoga skripsi
ini berguna di kemudian hari.
Bandar Lampung, 16 Oktober 2018
Penulis,
Hilda Lestari
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ..................................................................................................... i
ABSTRACT ................................................................................................... ii
HALAMAN JUDUL ..................................................................................... iii
LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... iv
PERNYATAAN ............................................................................................. vi
RIWAYAT HIDUP ....................................................................................... vii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................ x
SANWACANA .............................................................................................. xi
DAFTAR ISI .................................................................................................. xv
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xxi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xxvii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang .............................................................................. 1
B. Kegunaan Produk .......................................................................... 2
C. Ketersediaan Bahan Baku ............................................................. 2
D. Analisis Pasar ................................................................................ 3
1. Data Impor .............................................................................. 3
2. Data Produksi ......................................................................... 4
3. Kapasitas Rancangan .............................................................. 5
xvi
E. Lokasi Pabrik ................................................................................ 6
BAB II DESKRIPSI PROSES
A. Jenis-jenis Proses Pembuatan Amonium Klorida ......................... 10
B. Pemilihan Proses ........................................................................... 10
1. Pembuatan Amonium Sulfat-Natrium Klorida ....................... 10
2. Pembuatan Amonia, Sulfur Dioksida – Natrium Klorida ........ 11
3. Pembuatan Solvay Amonia – Soda ......................................... 12
4. Pembuatan Amonia dan Asam Klorida ................................... 13
C. Uraian Proses Amonium Klorida .................................................. 14
1. Berdasarkan Proses Pembuatan .............................................. 14
2. Berdasarkan Tinjauan Ekonomi .............................................. 14
a. Proses Amonium Sulfat-Natrium Klorida ......................... 14
b. Proses Amonia, Sulfur Dioksida-Natrium Klorida ........... 17
c. Proses Solvay Amonia-Soda ............................................. 19
d. Proses Amonia-Asam Klorida ........................................... 22
D. Kelayakan Teknis .......................................................................... 24
1. Tinjauan Termodinamika ......................................................... 24
2. Tinjauan Kinetika .................................................................... 26
E. Uraian Proses ................................................................................. 27
1. Persiapan Bahan Baku dan Proses Penguapan ........................ 27
2. Reaksi Netralisasi ................................................................... 28
3. Kristalisasi .............................................................................. 28
4. Pengemasan Produk ............................................................... 29
xvii
BAB III SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK
A. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ................................................ 31
1. Spesifikasi Bahan Baku ............................................................ 31
2. Spesifikasi Produk .................................................................... 32
B. Sifat Fisika dan Kimia Bahan Baku dan Produk .............................. 32
1. Sifat Fisika dan Kimia Bahan Baku ......................................... 32
2. Sifat Fisika dan Kimia Produk Amonium Klorida ................... 32
A. Neraca Massa ................................................................................ 35
BAB V SPESIFIKASI PERALATAN PROSES DAN UTILITAS
A. Peralatan Proses ............................................................................ 46
B. Peralatan Utilitas ........................................................................... 65
BAB VI UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH
A. Unit Pendukung Proses ................................................................. 97
1. Unit Penyediaan Air ................................................................ 97
2. Unit Penyedian Steam ............................................................. 109
3. Sistem Pembangkit Tenaga Listrik ......................................... 110
4. Sistem Penyedian Bahan Bakar .............................................. 110
5. Unit Penyediaan Udara Instrument ......................................... 111
B. Pengolahan Limbah ....................................................................... 111
C. Laboratorium ................................................................................. 112
D. Instrumentasi dan Pengendalian Proses ........................................ 115
B. Neraca Energi ................................................................................. 42
BAB IV NERACA MASSA DAN NERACA ENERGI
xviii
BAB VII TATA LETAK DAN LOKASI PABRIK
A. Lokasi Pabrik ................................................................................ 118
1. Bahan Baku ............................................................................. 119
2. Fasilitas Transportasi .............................................................. 119
3. Utilitas ..................................................................................... 119
4. Lahan ....................................................................................... 119
5. Tenaga Kerja ........................................................................... 120
6. Karakterisasi Lokasi ................................................................. 120
7. Perizinan .................................................................................. 120
B. Tata Letak Pabrik .......................................................................... 121
1. Area Proses ............................................................................. 122
2. Area Penyimpanan .................................................................. 122
3. Area Pemeliharaan dan Perbaikan .......................................... 122
4. Area Laboratorium .................................................................. 122
5. Area Utilitas ............................................................................ 123
6. Area Perkantoran ..................................................................... 123
7. Area Fasilitas Umum .............................................................. 123
8. Area Perluasan ........................................................................ 123
9. Pos Keamanan ........................................................................ 123
C. Estimasi Area Pabrik ..................................................................... 125
D. Tata Letak Peralatan Proses .......................................................... 126
BAB VIII MANAGEMEN DAN ORGANISASI
A. Bentuk Perusahaan ........................................................................ 130
1. Perusahaan Perseorangan ........................................................ 130
xix
2. Perusahaan Firma .................................................................... 131
3. Perusahaan Komanditer .......................................................... 131
4. Perseroan Terbatas (PT) .......................................................... 131
B. Struktur Organisasi Perusahaan .................................................... 133
C. Tugas dan Wewenang ................................................................... 136
1. Pemegang Saham .................................................................... 136
2. Dewan Komisaris .................................................................... 136
3. Dewan Direksi ......................................................................... 137
4. Kepala Bagian ......................................................................... 138
D. Status Karyawan dan Sistem Penggajian ...................................... 143
1. Status Karyawan ..................................................................... 144
2. Penggolongan Gaji .................................................................. 144
E. Pembagian Jam Kerja Karyawan .................................................. 145
1. Karyawan Reguler ................................................................... 145
2. Karyawan Shift ........................................................................ 145
F. Penggolongan Jabatan dan Jumlah Karywan ................................ 147
1. Penggolongan Jabatan ............................................................. 147
2. Perincian Jumlah Karyawan .................................................... 148
G. Kesejahteraan Karyawan ............................................................... 151
1. Gaji Pokok ............................................................................... 151
2. Tunjangan ................................................................................ 151
3. Kesehatan dan Keselamatan Kerja .......................................... 152
xx
BAB IX INVESTASI DAN EVALUASI EKONOMI
A. Investasi ......................................................................................... 154
1. Fixed Capital Investment ........................................................ 154
2. Working CapitaL Investment (Modal Kerja) .......................... 155
3. Total Production Cost (TPC) .................................................. 156
B. Evaluasi Ekonomi ......................................................................... 158
1. Return On Investment (ROI) ................................................... 158
2. Pay Out Time (POT) ............................................................... 159
3. Break Evan Point (BEP) ......................................................... 160
4. Shut Down Point (SDP) .......................................................... 160
C. Angsuran Pinjaman ....................................................................... 161
D. Discounted Cash Flow (DCF) ....................................................... 161
BAB X SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan ....................................................................................... 163
B. Saran .............................................................................................. 164
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A PERHITUNGAN NERACA MASSA
LAMPIRAN C PERHITUNGAN SPESIFIKASI PERALATAN PROSES
LAMPIRAN D PERHITUNGAN UTILITAS
LAMPIRAN E PERHITUNGAN EKONOMI
LAMPIRAN F TUGAS KHUSUS PERANCANGAN ROTARY DRYER
(RD-301)
LAMPIRAN B PERHITUNGAN NERACA ENERGI
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1. Data Impor Amonium Klorida di Indonesia ................................... 3
Tabel 2.1. Harga Senyawa Bahan Baku dan Produk Proses 1 ......................... 16
Tabel 2.2. Harga Senyawa Bahan Baku dan Produk Proses 2 ......................... 18
Tabel 2.3. Harga Senyawa Bahan Baku dan Produk Proses 3 ......................... 21
Tabel 2.4. Harga Senyawa Bahan Baku dan Produk Proses 4 ......................... 23
Tabel 2.5. Nilai ∆Hof dan ∆Go Proses Pembuatan NH4Cl ............................... 25
Tabel 4.1. Neraca Massa Mix Point ................................................................. 36
Tabel 4.2. Neraca Massa Reaktor Bubble ........................................................ 36
Tabel 4.3. Neraca Massa Separator (SE-301) .................................................. 37
Tabel 4.4. Neraca Massa Evaporator (EV-301 dan EV-302) ........................... 37
Tabel 4.5. Neraca Massa Crystallizer (CR-301) .............................................. 38
Tabel 4.6. Neraca Massa Centrifuge (CF-301) ............................................... 38
Tabel 4.7. Neraca Massa mix point ................................................................. 38
Tabel 4.8. Neraca Massa Rotary Dryer (RD-301) .......................................... 39
Tabel 4.9. Neraca Massa Masuk Overall ......................................................... 40
Tabel 4.10. Neraca Massa Keluar Overall ....................................................... 41
Tabel 4.11. Neraca Energi Heater (HE-101) .................................................... 42
Tabel 4.12. Neraca Energi Heater (HE-102) ................................................... 42
Tabel 4.13. Neraca Energi Reactor Bubble (RE-201) ...................................... 43
xxii
Tabel 4.14. Neraca Energi Evaporator ............................................................. 43
Tabel 4.15. Neraca Energi Crystallizer (CR-301) ............................................ 44
Tabel 4.16. Neraca Energi di Rotary dryer (RD-301) ...................................... 44
Tabel 4.17. Neraca Energi di Mix Point ........................................................... 45
Tabel 5.1. Spesifikasi Tangki HCl (ST-101) .................................................... 46
Tabel 5.2. Spesifikasi Tangki Amoniak (ST – 102) ......................................... 47
Tabel 5.3. Spesifikasi Expansion Valve (EV-101)........................................... 47
Tabel 5.6. Spesifikasi Reaktor (RE-201).......................................................... 49
........................................................ 50
Tabel 5.8. Spesifikasi Evaporator Efek I (EV-301) ......................................... 51
Tabel 5.9. Spesifikasi Evaporator Efek II (EV-302) ........................................ 51
Tabel 5.10. Spesifikasi Crystallizer (CR-301) ................................................. 52
Tabel 5.11. Spesifikasi Centrifuge (CF-301) ................................................... 53
Tabel 5.12. Spesifikasi Rotary Dryer (RD-301)............................................... 53
Tabel 5.13. Spesifikasi Fan (F-301) ................................................................. 54
Tabel 5.14. Spesifikasi Fan (F-302) ................................................................. 54
Tabel 5.15. Spesifikasi Heater Udara (HE-301)............................................... 55
Tabel 5.16. Spesifikasi Screw Conveyor (SC -401) ......................................... 55
Tabel 5.17. Spesifikasi Screw Conveyor (SC-402) .......................................... 56
Tabel 5.18. Spesifikasi Screw Conveyor (SC-403) .......................................... 57
Tabel 5.19. Spesifikasi Belt Conveyor (BC – 101) .......................................... 57
Tabel 5.20. Spesifikasi Solid Storage (SS-401) ............................................... 58
Tabel 5.4. Spesifikasi Heater (HE-102) ........................................................... 48
Tabel 5.5. Spesifikasi Heater (HE-101) ........................................................... 48
Tabel 5.7. Spesifikasi Separator (SP-301)
xxiii
Tabel 5.21. Spesifikasi Warehouse (GP– 401)................................................. 59
Tabel 5.22. Spesifikasi Pompa Proses (PP-101) .............................................. 59
Tabel 5.23. Spesifikasi Pompa Proses (PP-102) .............................................. 60
Tabel 5.24. Spesifikasi Pompa Proses (PP-103) .............................................. 60
Tabel 5.25. Spesifikasi Pompa Proses (PP-104) ............................................. 61
Tabel 5.26. Spesifikasi Pompa Proses (PP-105) .............................................. 61
Tabel 5.27. Spesifikasi Pompa Proses (PP-106) .............................................. 62
Tabel 5.28. Spesifikasi Bucket Elevator (BE-401) .......................................... 63
Tabel 5.29. Spesifikasi Bucket Elevator (BE-402) .......................................... 63
Tabel 5.30. Spesifikasi Bucket Elevator (BE-403) .......................................... 64
Tabel 5.31. Spesifikasi Bak Sedimentasi (BS–401) ......................................... 65
Tabel 5.32. Spesifikasi Tangki Alum (DT–401) .............................................. 65
Tabel 5.33. Spesifikasi Tangki NaOH (DT – 402)........................................... 66
Tabel 5.34. Spesifikasi Dissolving Tank Kaporit (DT– 403) . ......................... 67
Tabel 5.35. Spesifikasi Clarifier (CF–401) ...................................................... 67
Tabel 5.36. Spesifikasi Sand Filter (SF–401) .............................................................. 68
Tabel 5.37. Spesifikasi Tangki Air Filter (ST – 404) ....................................... 68
Tabel 5.38. Spesifikasi Domestic Water Tank (ST-401) .................................. 69
Tabel 5.39. Spesifikasi Hydran Water Tank (HWT-401) ................................ 70
Tabel 5.40. Spesifikasi Tangki Asam Sulfat (ST–404) .................................... 70
Tabel 5.41. Spesifikasi Tangki Air Demin ....................................................... 71
Tabel 5.42. Spesifikasi Hot Basin (HB-401) .................................................... 72
Tabel 5.43. Spesifikasi Tangki Dispersant (ST-406) ....................................... 72
Tabel 5.44. Spesifikasi Tangki Inhibitor (ST-407) ......................................... 73
xxiv
Tabel 5.45. Spesifikasi Cooling Tower (CT-401) ............................................ 73
Tabel 5.46. Spesifikasi Cold Basin (CB-401) ................................................. 74
Tabel 5.47. Spesifikasi Pompa (PU – 401) ...................................................... 74
Tabel 5.48. Spesifikasi Pompa (PU – 402) ...................................................... 75
Tabel 5.49. Spesifikasi Pompa (PU – 403) ...................................................... 75
Tabel 5.50. Spesifikasi Pompa (PU – 404) ...................................................... 76
Tabel 5.51. Spesifikasi Pompa (PU – 405) ...................................................... 76
Tabel 5.52. Spesifikasi Pompa (PU – 406) ...................................................... 77
Tabel 5.53. Spesifikasi Pompa (PU – 407) ...................................................... 77
Tabel 5.54. Spesifikasi Pompa (PU – 408) ...................................................... 78
Tabel 5.55. Spesifikasi Pompa (PU – 409) ...................................................... 79
Tabel 5.56. Spesifikasi Pompa (PU – 410) ..................................................... 79
Tabel 5.57. Spesifikasi Pompa (PU – 411) ..................................................... 80
Tabel 5.58. Spesifikasi Pompa (PU – 412) ..................................................... 80
Tabel 5.59. Spesifikasi Pompa (PU – 413) ..................................................... 81
Tabel 5.60. Spesifikasi Pompa (PU – 414) ..................................................... 81
Tabel 5.61. Spesifikasi Pompa (PU – 415) ..................................................... 82
Tabel 5.62. Spesifikasi Pompa (PU – 416) ..................................................... 82
Tabel 5.63. Spesifikasi Pompa (PU – 417) ..................................................... 83
Tabel 5.64. Spesifikasi Pompa (PU – 418) ..................................................... 83
Tabel 5.65. Spesifikasi Pompa (PU – 419) ...................................................... 84
Tabel 5.66. Spesifikasi Pompa (PU – 420) ...................................................... 84
Tabel 5.67. Spesifikasi Pompa (PU – 421) ...................................................... 85
Tabel 5.68. Spesifikasi Pompa (PU – 422) ...................................................... 85
xxv
Tabel 5.69. Spesifikasi Deaerator (DA– 401) ................................................. 86
Tabel 5.70. Spesifikasi Tangki Hidrazin ......................................................... 87
Tabel 5.71. Spesifikasi Boiler (B – 401) .......................................................... 87
Tabel 5.72. Spesifikasi Tangki Bahan Bakar (B-401)...................................... 88
Tabel 5.73. Spesifikasi Tangki Air Kondensat ................................................ 88
Tabel 5.74. Spesifikasi Generator Listrik (GS-401)......................................... 89
Tabel 5.75. Spesifikasi Tangki Bahan Bakar Generator (ST – 409) ................ 89
Tabel 5.76. Spesifikasi Ammonia Compressor (AC-701) ................................ 90
Tabel 5.77. Spesifikasi Expansion Valve (EV-701) ......................................... 91
Tabel 5.78. Spesifikasi Ammonia Pump (AP–701) .......................................... 91
Tabel 5.79. Spesifikasi Ammonia Pump (AP–702) .......................................... 92
Tabel 5.80. Spesifikasi Ammonia Blower (AB – 701) ..................................... 92
Tabel 5.81. Spesifikasi Ammonia Blower (AB – 702) ..................................... 93
Tabel 5.82. Spesifikasi Air Dryer (AD – 401) ................................................. 93
Tabel 5.83. Spesifikasi Air Compressor (AC – 401) ....................................... 94
Tabel 5.84. Spesifikasi Cyclone (CYC – 401) ................................................. 94
Tabel 5.85. Spesifikasi Blower Udara 1 (BU – 401)........................................ 95
Tabel 5.86. Spesifikasi Blower Udara 2 (BU – 402)........................................ 95
Tabel 5.87. Spesifikasi Blower Udara 3 (BU – 403)........................................ 95
Tabel 5.88. Spesifikasi Blower Udara 4 (BU – 404)........................................ 96
Tabel 6.1. Kebutuhan Air Umum .................................................................... 98
Tabel 6.2. Kebutuhan Air untuk Pembangkit Steam ........................................ 99
Tabel.6.3. Kebutuhan Air Pendingin ................................................................ 101
Tabel 6.4. Tingkatan Kebutuhan Informasi dan Sistem Pengendalian. ........... 116
xxvi
Tabel.7.1 Perincian Luas Area Pabrik Amonium Klorida. .............................. 125
Tabel 8.1. Jadwal Kerja Masing-Masing Regu ............................................... 146
Tabel 8.2. Perincian Tingkat Pendidikan ........................................................ 147
Tabel 8.3. Jumlah Operator Berdasarkan Jenis Alat Proses ............................ 149
Tabel 8.4. Jumlah Operator Bedasarkan Jenis Alat Utilitas ............................ 149
Tabel 8.5. Perincian Jumlah Karyawan Berdasarkan Jabatan .......................... 149
Tabel 9.1. Fixed capital investment ................................................................ 155
Tabel 9.2. Manufacturing cost ........................................................................ 156
Tabel 9.3. General expenses ........................................................................... 157
Tabel 9.4. Biaya Administratif ........................................................................ 157
Tabel 9.5. Minimum acceptable persent return on investment ....................... 159
Tabel 9.6. Acceptable payout time untuk tingkat resiko pabrik ...................... 160
Tabel 9.7. Hasil uji kelayakan ekonomi .......................................................... 162
xxvii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1. Grafik Data Impor Amonium Klorida di Indonesia .................. 4
Gambar 2.1. Diagram Alir Proses Pembuatan Amonium Klorida ................... 30
Gambar 6.1. Diagram Cooling Water System .................................................. 103
Gambar 7.1. Tata Letak Pabrik ........................................................................ 124
Gambar 7.2. Tata Letak Alat Proses ............................................................... 127
Gambar 7.3. Peta Kabupaten Banyuasin ......................................................... 128
Gambar 7.4. Area Tanjung Api-Api Kabupaten Banyuasin ........................... 129
Gambar 8.1. Struktur Organisasi Perusahaan ................................................. 135
Gambar 9.1. Grafik Analisa Ekonomi ............................................................ 161
Gambar 9.2. Kurva Cummulative Cash Flow ................................................. 162
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi disertai dengan kemajuan
sektor industri telah menuntut semua negara menuju industrialisasi.
Indonesia sebagai negara berkembang banyak melakukan pembangunan di
segala bidang. Sampai saat ini pembangunan sektor industri mengalami
peningkatan, salah satunya adalah pembangunan sektor industri kimia.
Namun Indonesia masih banyak mengimpor bahan baku atau produk
industri kimia dari luar negeri. Salah satu produk industri yang cukup
banyak diimpor dari luar negeri adalah amonium klorida (NH4Cl).
Sehingga perlu didirikan pabrik amonium klorida untuk dapat memenuhi
kebutuhan masyarakat dan industri.
Pabrik amonium klorida didirikan dengan tujuan untuk menghasilkan
suatu produk yang berguna bagi masyarakat dan industri, antara lain untuk
merangsang industri-industri lain yang menggunakan amonium klorida
sebagai bahan baku utama dan bahan baku tambahan untuk suatu proses
kimia. Secara tidak langsung pendirian pabrik amonium klorida dapat
menambah devisa negara, sebagai solusi terhadap permasalahan tenaga
2
kerja dengan adanya lapangan kerja baru, dan meningkatkan
perekonomian negara.
1.2. Kegunaan Produk
Amonium klorida digunakan sebagai bahan baku industri pembuatan sel
baterai kering. Selain itu Amonium klorida juga mempunyai kegunaan
lainnya yaitu sebagai bahan baku dalam industri pupuk yang membutuhkan
kandungan nitrogen dan klorin tinggi. Dalam industri farmasi, amonium
klorida digunakan sebagai salah satu bahan untuk pembuatan expectorant
pada obat batuk. Pada industri pangan, amonium klorida digunakan sebagai
bahan aditif dengan kode E510, sebagai salah satu bahan dalam pembuatan
monosodium glutamate (MSG) (Speight, 2002). Selain itu, amonium
klorida dapat digunakan sebagai bahan pembuatan senyawa amoniak,
bahan pencuci, elektroplating, pembersih logam dalam industri soldering,
sebagai pelapis dalam industri logam timah dan galvanis.
1.3. Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku yang digunakan untuk memproduksi amonium klorida (NH4Cl)
adalah amoniak (NH3) dan asam klorida (HCl). Kedua bahan tersebut dapat
diperoleh dari dalam negeri sendiri. Bahan baku amoniak diperoleh dari PT
Pupuk Sriwidjaja. Sedangkan bahan baku asam klorida bisa diperoleh dari
PT Asahimas Chemical.
3
1.4. Analisis Pasar
Analisis pasar merupakan langkah untuk mengetahui seberapa besar minat
pasar terhadap suatu produk. Adapun analisis pasar meliputi data impor atau
data konsumsi amonium klorida di Indonesia.
1.4.1. Data Impor
Amonium klorida di Indonesia dimanfaatkan sebagai bahan baku oleh
pabrik baterai yaitu diantaranya PT Capricorn Indonesia Consult Inc.,
pabrik farmasi dan makanan yaitu diantaranya PT Kalbe Farma, PT Bayer
Indonesia, PT Kimia Farma, PT Phapros, dan PT Cheil Jedang Indonesia.
Kemudian pada industri pupuk seperti PT Behn Meyer Agricare.
Amonium klorida yang dipakai di Indonesia selama ini kebanyakan
berasal dari China yang diperkirakan akan selalu meningkat
penggunaannya. Berikut adalah Tabel 1.1. data impor amonium klorida di
Indonesia yang berasal dari Badan Pusat Statistik.
Tabel 1.1. Data Impor Amonium Klorida di Indonesia (Badan Pusat
Statistik, 2016)
Tahun Jumlah Data Impor Indonesia (ton)
2009 4.841,622
2010 8.590,584
2011 8.658,109
2012 16.690,883
2013 13.508,855
2014 19.106,929
2015 20.058,676
2016 21.923,260
4
Jika data-data pada Tabel 1.1. tersebut diplotkan ke dalam sebuah grafik,
maka akan terlihat seperti pada Gambar 1.1. berikut:
Gambar 1.1. Grafik Data Impor Amonium Klorida di Indonesia
Berdasarkan Gambar 1.1. didapatkan persamaan jumlah (y) versus tahun
(x) yang memiliki nilai R tertinggi yaitu 0,9193 dengan menggunakan
metode polinomial. Melalui perhitungan di atas diperoleh persamaan
y = 262,5x2 + 606.000x -2.270.000.000, yang dapat digunakan untuk
memprediksi kebutuhan impor amonium klorida di Indonesia pada tahun
2023. Sehingga diperkirakan pada tahun 2023 impor amonium klorida ke
Indonesia sebesar 30.226.863 kg atau 30.226,86 ton.
1.4.2. Data Produksi
Produsen terbesar dari amonium klorida berasal dari negara China dan
India. Untuk saat ini indonesia belum memproduksi amonium klorida,
indonesia masih mengimpor amonium klorida.
y = 262,5x2 + 6,06E+05x - 2,27E+9
R² = 0,9193
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Ka
pa
sita
s (J
uta
Kg
/ta
hu
n)
Tahun
Data Kebutuhan Impor Amonium Klorida di Indonesia
5
1.4.3. Kapasitas Rancangan
Kapasitas produksi suatu pabrik ditentukan berdasarkan kebutuhan produk
di dalam negeri. Oleh karena Indonesia belum memproduksi amonium
klorida maka bisa dikatakan bahwa jumlah kebutuhan produk dalam negeri
merupakan jumlah data impor. Untuk memprediksi kebutuhan amonium
klorida di Indonesia pada tahun 2023 digunakan data impor amonium
klorida di Indonesia pada tahun 2023.
Sehingga diperkirakan pada tahun 2023 kebutuhan amonium klorida yang
belum terpenuhi di Indonesia sebesar 30.226,86 ton. Jumlah kebutuhan
yang belum terpenuhi tersebut juga disesuaikan dengan ketersediaan bahan
baku di Indonesia dan harapannya dapat mengurangi jumlah impor
amonium klorida dari luar negeri. Jadi, kapasitas produksi pabrik yang
akan berdiri adalah sebesar 99,25% dari kebutuhan yang belum terpenuhi
tersebut yaitu 30.000 ton/tahun. Adapun tujuan didirikannya pabrik
amonium klorida di Indonesia dengan kapasitas produksi 30.000 ton/tahun
adalah sebagai berikut:
1. Dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri, sehingga mengurangi
impor dari negara lain.
2. Membuka lapangan pekerjaan baru sehingga dapat mengurangi
jumlah pengangguran.
6
1.5. Lokasi Pabrik
Penentuan lokasi pabrik sangat penting pada suatu perancangan karena akan
berpengaruh secara langsung terhadap kelangsungan hidup pabrik. Secara
singkat dapat dikatakan bahwa orientasi perusahaan dalam menentukan
lokasi pabrik yaitu mendapatkan keuntungan teknis dan ekonomis yang
seoptimal mungkin. Selain itu juga, lokasi pabrik ini dapat memberikan
kemungkinan-kemungkinan perluasan pabrik dan memberikan keuntungan
untuk jangka panjang. Berdasarkan faktor-faktor di bawah ini maka pabrik
yang akan didirikan berlokasi di Kabupaten Banyuasin, Sumatera Selatan.
1. Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku yang digunakan adalah amoniak dan asam klorida. Bahan
baku amoniak diperoleh dari PT Pupuk Sriwidjaja yang berada di
Palembang, Sumatera Selatan. Sedangkan bahan baku asam klorida bisa
diperoleh dari PT Asahimas Chemical yang berada di Cilegon, Banten.
2. Transportasi
Sebagai salah satu pusat industri, pemerintah kabupaten Banyuasin
sangat memperhatikan kemudahan transportasi bagi pengangkutan
bahan baku maupun produk industri. Sarana transportasi seperti jalan
raya sangat memadai, sehingga pengiriman bahan baku serta pemasaran
produk dapat berjalan dengan lancar. Lokasi pabrik yang berdekatan
dengan pelabuhan Tanjung Api-Api dapat mempermudah keperluan
pengiriman produk dan pengiriman bahan baku. Selain itu, tersedia juga
sarana transportasi udara seperti Bandara Udara Internasional Sultan
7
Mahmud Badaruddin II yang dapat memperlancar distribusi hasil
produksi. Karena kemudahan dalam akses transportasi darat, laut dan
udara itulah yang menjadi pertimbangan lain dalam memilih lokasi
pabrik di Banyuasin.
3. Penyediaan Utilitas
Pada proses produksi dibutuhkan sarana dan prasarana seperti
penyediaan air dan listrik. Air sangat diperlukan untuk kebutuhan
proses reaksi, pendingin, dan lain sebagainya. Pentingnya peranan air
dalam kelangsungan proses pada pabrik juga digunakan sebagai
pertimbangan memilih lokasi di Banyuasin. Dimana di Kabupaten
Banyuasin terdapat sumber air yang dapat digunakan, yaitu dari sungai
Musi Banyuasin.
Kebutuhan bahan bakar dapat dipenuhi dengan adanya PT Pertamina
yang ada di kawasan Palembang sedangkan kebutuhan listrik dari PT
PLN yang berada di sekitar pabrik.
4. Kondisi Geografis, Iklim, dan Gempa.
Kabupaten Musi Banyuasin dengan luas wilayah 14.265,96 km2 atau
sekitar 15 persen dari luas Propinsi Sumatera Selatan, Secara Geografis
terletak pada posisi antara 1,3o sampai dengan 4o Lintang Selatan dan
103o sampai dengan 104o 45’ Bujur Timur. Dimana sebelah Utara
berbatasan dengan Propinsi Jambi, Selatan Kabupaten Muara Enim,
Timur dengan Kabupaten Banyuasin dan Barat dengan Kabupaten Musi
Rawas. Kabupaten Musi Banyuasin mempunyai iklim tropis dan basah
8
dengan variasi curah hujan antara 87,83-391,6 nm sepanjang tahun.
Berdasarkan data Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
(BMKG), Topografi daerah Banyuasin 80% wilayah datar berupa lahan
rawa pasang surut dan rawa lebak, sedangkan yang 20 % lahan kering
dengan sebaran ketinggian 0-40 meter diatas permukaan laut. Secara
umum daerah ini termasuk dalam zona gempa 2 atau paling rendah
(dari skala 1 sampai 6).
5. Tenaga Kerja
Banyuasin dikenal sebagai salah satu kawasan industri di daerah
Sumatera Selatan. Beberapa industri di Banyuasin antara lain PT
Hindoli (A Cargill Company), PT Kirana Musi Persada, PTPN VII
(persero), PT Jasa Indah, PT Sunter Mas Hijau, Singa Iron & Steel
Industry, PT Nanwa Inti Indonesia, dan lain-lain. Penyediaan engineer
di wilayah Banyuasin cukup mudah didapat dan jenjang pendidikan
tenaga kerja yang direkrut juga bervariasi, sesuai dengan kebutuhan
pabrik. Tenaga kerja yang dibutuhkan dapat diperoleh dari wilayah
Palembang.
6. Lokasi Pemasaran
Lokasi pabrik yang dipilih harus dapat mempermudah transportasi dan
pendistribusian barang sampai, yang bertujuan agar dapat memberikan
efek terhadap waktu dan uang. Pemasaran hasil produksi untuk
kebutuhan lokal amonium klorida tidak akan mengalami hambatan
karena tersedianya sarana transportasi darat (jalan raya dan jalan tol),
II. PEMILIHAN PROSES DAN URAIAN PROSES
2.1. Jenis-Jenis Proses
Terdapat beberapa macam proses pembuatan amonium klorida (NH4Cl) baik
ditinjau dari proses pembuatannya maupun dari bahan baku yang digunakan,
yaitu antara lain proses:
1. Proses Amonium Sulfat - Natrium Klorida
2. Proses Amoniak, Sulfur Dioksida - Natrium Klorida
3. Proses Amoniak - Soda
4. Proses Amoniak - Asam klorida
Proses-proses tersebut telah banyak digunakan oleh beberapa pabrik di
China. Untuk lebih jelasnya proses-proses tersebut akan diuraikan lebih
lanjut seperti berikut ini:
1. Proses Amonium Sulfat – Natrium Klorida
Amonium klorida didapatkan dari proses reaksi amonium sulfat dan
larutan natrium klorida. Amonium klorida diperoleh melalui proses
kristalisasi. Reaksi proses Amonium Sulfat – Natrium Klorida sebagai
berikut :
(NH4)2SO4 (l) + 2 NaCl (l) → 2 NH4Cl (l) + Na2SO4 (s)
11
Amonium sulfat dan natrium klorida (dengan jumlah 5% berlebih)
ditambahkan ke larutan amonium klorida. Campuran dipanaskan sampai
100°C dan diaduk selama proses pemanasan. Campuran akhir hanya
mengandung cukup air untuk menjaga amonium klorida pada larutan,
berbentuk hampir seperti pasta karena kelarutan natrium sulfat yang
rendah. Campuran pasta ini disaring secara vakum dan natrium sulfat
yang mengendap dicuci sehingga bebas dari amonium klorida, kemudian
air cucian dikembalikan kembali ke proses. Selanjutnya filtrat
dimasukkan ke tangki penampung tahan asam, filtrate mengalami
pemekatan dan pendinginan. Amonium klorida dikristalkan dan dapat
dimurnikan melalui proses filtrasi dan sentrifugasi, pencucian, dan
pengeringan. Larutan induk dikembalikan kembali. Produk samping
natrium sulfat, bias dibuang atau dapat dikonversi dengan proses
Glauber’s Salt (Hignett, 1985).
2. Proses Amoniak, Sulfur Dioksida – Natrium Klorida
Proses yang banyak digunakan warga Kanada untuk memproduksi
amonium klorida dengan mereaksikan amoniak, sulfur dioksida dan
natrium klorida. Sebenarnya, proses ini yaitu amoniak, dan sulfur dioksida
di reaksikan dengan natrium klorida seperti berikut:
2 NaCl (l) + SO2 (g) + 2NH3 (g) + H2O (g) → Na2SO3 (s) + 2 NH4Cl (s)
Proses ini memiliki keuntungan dimana kebutuhan bahan baku sudah
tersedia dan kemurnian air garam tinggi, amoniak anhidrat, dan sulfur
dioksida dari proses kontak pabrik asam sulfat.
12
Prosedur proses ini yaitu menambahkan amoniak dan sulfur dioksida ke
larutan garam, tidak perlu mempertimbangkan kelebihan sulfur dioksida
yang digunakan, laju penambahan sulfur dioksida dikurangi sehingga
kandungan bisulfit akhir yaitu 1,2. Reaksi diperbolehkan untuk mencapai
keseimbangan pada 60°C dimana natrium sulfit mengendap. Natrium sulfit
disentrifugasi, dicuci dengan air, dikeringkan dan larutan induk amonium
klorida menuju tangki kristalisasi. Garam terbentuk kemudian dicuci dan
dikeringkan, dan kemurnian produk yang didapatkan mencapai 99%
(Hignett, 1985).
3. Proses Solvay Amoniak – Soda
Amonium klorida didapatkan sebagai produk samping pada proses Solvay
amoniak-soda. Tujuan utama dari proses ini memproduksi natrium
karbonat. Metode ini meliputi reaksi dari amoniak, karbon dioksida, dan
natrium klorida, reaksi yang terjadi ditunjukkan seperti di bawah ini:
NaCl (l) + NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (g) → NaHCO3 (s) + NH4Cl (s)
Dapat ditulis menjadi tiga reaksi sebagai berikut:
NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (g) → (NH4)2CO3 (s)
(NH4)2CO3 (s) + CO2 (g) + H2O (g) → 2NH4HCO3 (s)
NH4HCO3 (s) + NaCl (l) → NaHCO3 (s) + NH4Cl (s)
Natrium bikarbonat diendapkan dari larutan dan dipisahkan melalui filtrasi.
Amonium klorida diperoleh kembali dari filtrat yang dikristalkan, diikuti
dengan pencucian dan pengeringan. Amonium klorida yang dihasilkan dari
proses memiliki kemurnian 95% dengan impuritas berupa NaCl, carbonate,
13
dan sulfat. Amonium klorida juga didapatkan pada proses amonia soda dari
larutan kalsium klorida sisa, produk akhir dari proses ini adalah kalsium
karbonat.
CaCl2 (l) + 2NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (g) → 2 NH4Cl (s) + CaCO3 (aq)
Kalsium karbonat dapat dipisahkan dengan filtrasi dimana Amonium
klorida tetap pada pada larutan (Hignett,1985).
4. Proses Amoniak – Asam Klorida
Metode ini merupakan proses netralisasi asam klorida dengan amoniak.
Prosedur ini digunakan di beberapa negara karena dapat memproduksi
kristal amonium klorida tanpa impuritis logam. Reaksi kimia produksi
Amonium klorida adalah sebagai berikut :
NH3 (g) + HCl(aq) → NH4Cl(aq)
Proses netralisasi langsung sangat ekonomis. Sehingga panas reaksi
harus diambil untuk mencegah terjadinya reaksi sublimasi amonium
klorida. Amonium klorida yang dihasilkan dari proses ini menghasilkan
kemurnian 99,5%.
Amonium klorida mempunyai sifat korosif baik dalam bentuk gas, padatan
maupun larutan sehingga material kontruksi yang digunakan harus tahan
terhadap korosi (Heath, 1935).
14
2.2. Pemilihan Proses
1. Berdasarkan Proses Pembuatan
Berdasarkan beberapa proses pembuatan amonium klorida, dipilih proses
netralisasi antara amoniak dan asam klorida dengan alasan sebagai
berikut :
1. Menghasilkan kristal amonium klorida dengan konsentrasi minimal
99,5% hanya mengandung impuritis air pada kristal, dan tidak
mengandung impuritis logam (Heath, 1935).
2. Kondisi operasi pada tekanan sedikit diatas atsmosferic dan suhu
menengah (70-100oC) sehingga proses relatif aman (Heath, 1935).
3. Bahan baku amoniak dan asam klorida mudah didapatkan di kawasan
Indonesia.
2. Berdasarkan Tinjauan Ekonomi
a. Proses menggunakan Amonium Sulfat - Natrium Klorida
(NH4)2SO4 (l) + 2 NaCl (l) → 2 NH4Cl (l) + Na2SO4 (s)
BM : 132,14 58,44 53,491 142,0
Produk yang terbentuk pada reaksi diatas adalah amonium klorida
(NH4Cl).
15
Jika pada reaksi tersebut amonium klorida yang terbentuk sebanyak 1 Kg,
maka :
Mol NH4Cl yang terbentuk = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝐵𝑀
= 1 𝐾𝑔
53,491 𝐾𝑔/𝐾𝑚𝑜𝑙
= 0,018695 Kmol
Berdasarkan perbandingan stoikiometri, maka :
Mol (NH4)2SO4 yang bereaksi = ½ x mol NH4Cl terbentuk
= 0,0093475 Kmol
Massa (NH4)2SO4 bereaksi = Mol x BM
= 0,0093475 Kmol x 132,14Kg/Kmol
= 1,23517 Kg
Mol NaCl yang bereaksi = mol NH4Cl yang terbentuk
= 0,018695 Kmol
Massa NaCl yang bereaksi = Mol NaCl x BM
= 0,018695 Kmol x 58,44 Kg/Kmol
= 1,0925 Kg
Produk samping yang diperoleh yaitu natrium sulfat (Na2SO4), maka :
Mol Na2SO4 = ½ x mol NH4Cl terbentuk
= 0,0093475 Kmol
Massa Na2SO4 = 0,0093475 Kmol x 142,04 Kg/Kmol
= 1,3277189 Kg
16
Tabel 2.1. Harga Senyawa Bahan Baku dan Produk Proses 1
Senyawa Harga (Rp)
(NH4)2SO4 2.027,026/Kg
NaCl 6.418,917/Kg
NH4Cl 10.810,808/Kg
Na2SO4 1.554,054/Kg
Sumber : http://www.ICIS.com 01 November 2017
* Kurs 1 USD = Rp 13.513,51
Jadi, untuk menghasilkan 1 kg amonium klorida dibutuhkan biaya bahan
baku sebesar :
(NH4)2SO4 = 1,23517 Kg x Rp 2.027,026/Kg
= Rp 2.503,722
NaCl = 1,0925 Kg x Rp 6.418,917 /Kg
= Rp 7.012,667
Sedangkan untuk produk samping berupa Na2SO4 yang dihasilkan :
Harga Na2SO4 = 1,3277189 Kg x Rp 1.554,054/Kg
= Rp 2.063,347
Profit/keuntungan = Harga produk – harga bahan baku
= (Harga produk utama + Harga produk samping) –
(Harga bahan baku)
= (Rp 10.810,808 + Rp 2.063,347 ) – (Rp 2.503,722
+ Rp 7.012,667)
= Rp 3.357,766
17
b. Proses Amoniak, Sulfur Dioksida – Natrium Klorida
2 NaCl (l) + SO2 (g) + 2NH3 (g) + H2O (g) → Na2SO3 (s) + 2 NH4Cl (s)
BM : 58,44 64 17 18 126 53,491
Produk yang terbentuk pada reaksi diatas adalah amonium klorida (NH4Cl)
Jika pada reaksi tersebut amonium klorida yang terbentuk sebanyak 1 Kg,
maka :
Mol NH4Cl yang terbentuk = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝐵𝑀
= 1 𝐾𝑔
53,491 𝐾𝑔/𝐾𝑚𝑜𝑙
= 0,018695 Kmol
Berdasarkan perbandingan stoikiometri, maka :
Mol NaCl bereaksi = mol NH4Cl yang terbentuk
= 0,018695 Kmol
Massa NaCl yang bereaksi = Mol NaCl x BM
= 0,018695 Kmol x 58,44 Kg/Kmol
= 1,0925 Kg
Mol SO2 yang bereaksi = ½ x mol NH4Cl yang terbentuk
= 0,0093475 Kmol
Massa SO2 yang bereaksi = Mol SO2 x BM
= 0,0093475 Kmol x 64 Kg/Kmol
= 0,59824 Kg
Mol NH3 yang bereaksi = mol NH4Cl yang terbentuk
= 0,018695 Kmol
18
Massa NH3 yang bereaksi = Mol NH3 x BM
= 0,018695 Kmol x 17 Kg/Kmol
= 0,317815 Kg
Mol H2O yang bereaksi = ½ x mol NH4Cl yang terbentuk
= 0,0093475 Kmol
Massa H2O yang bereaksi = Mol NH3 x BM
= 0,0093475 Kmol x 18 Kg/Kmol
= 0,168255 Kg
Produk samping yang diperoleh yaitu natrium sulfit (Na2SO3), maka :
Mol Na2SO3 = ½ x mol NH4Cl terbentuk
= 0,0093475 Kmol
Massa Na2SO3 = 0,0093475 Kmol x 126 Kg/Kmol
= 1,177785 Kg
Volume Na2SO3 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠
= 1,177785 Kg
2,63 𝐾𝑔/𝐿
= 0,4478 L
Tabel 2.2. Harga Senyawa Bahan Baku dan Produk Proses 2
Senyawa Harga (Rp)
SO2 4.155,404/Kg
NH3 5.213,647/Kg
H2O -
NaCl 6.418,917/Kg
NH4Cl 10.810,808/Kg
Na2SO3 6.716,213/Kg
Sumber : http://www.ICIS.com 01 November 2017.
* Kurs 1 USD = Rp 13.513,51
19
Jadi berdasarkan Tabel 2.2. untuk menghasilkan 1 Kg amonium klorida
dibutuhkan biaya bahan baku sebesar:
NH3 = 0,317815 Kg x Rp 5.213,647/Kg
= Rp 1.656,975
SO2 = 0,59824 Kg x Rp 4.155,404/Kg
= Rp 2.485,929
NaCl = 1,0925 Kg x Rp 6.418,917/Kg
= Rp 7.012,667
Sedangkan untuk produk samping berupa Na2SO3 yang dihasilkan :
Harga Na2SO3 = 1,177785 Kg x Rp 6.716,213/Kg
= Rp 7.910,25
Profit/keuntungan = Harga produk – harga bahan baku
= (Harga produk utama + Harga produk samping) –
(Harga bahan baku)
= (Rp 7.910,25 + Rp 10.810,808) – (Rp 1.656,975 + Rp
2.485,929 + Rp 7.012,667)
= Rp 7.565,487
c. Proses Solvay Amoniak – Soda
NaCl (l) + NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (g) → NaHCO3 (s) + NH4Cl (s)
BM : 58,44 17 44 18 84 53,491
Produk yang terbentuk pada reaksi diatas adalah amonium klorida (NH4Cl)
Jika pada reaksi tersebut amonium klorida yang terbentuk sebanyak 1 Kg,
maka :
20
Mol NH4Cl yang terbentuk = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝐵𝑀
= 1 𝐾𝑔
53,491 𝐾𝑔/𝐾𝑚𝑜𝑙
= 0,018695 Kmol
Berdasarkan perbandingan stoikiometri, maka :
Mol NaCl bereaksi = mol NH4Cl yang terbentuk
= 0,018695 Kmol
Massa NaCl yang bereaksi = Mol NaCl x BM
= 0,018695 Kmol x 58,44 Kg/Kmol
= 1,0925 Kg
Mol CO2 yang bereaksi = mol NH4Cl yang terbentuk
= 0,018695 Kmol
Massa CO2 yang bereaksi = Mol CO2 x BM
= 0,018695 Kmol x 44 Kg/Kmol
= 0,82258 Kg
Mol NH3 yang bereaksi = mol NH4Cl yang terbentuk
= 0,018695 Kmol
Massa NH3 yang bereaksi = Mol NH3 x BM
= 0,018695 Kmol x 17 Kg/Kmol
= 0,317815 Kg
Mol H2O yang bereaksi = mol NH4Cl yang terbentuk
= 0,018695 Kmol
Massa H2O yang bereaksi = Mol NH3 x BM
= 0,018695 Kmol x 18 Kg/Kmol
21
= 0,33651 Kg
Produk samping yang diperoleh yaitu natrium bikarbonat (NaHCO3),
maka:
Mol NaHCO3 = mol NH4Cl terbentuk
= 0,018695 Kmol
Massa NaHCO3 = 0,018695 Kmol x 84 Kg/Kmol
= 1,57038 Kg
Volume NaHCO3 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠
= 1,57038 Kg
2,2 𝐾𝑔/𝐿
= 0,7138 L
Tabel 2.3. Harga Senyawa Bahan Baku dan Produk Proses 3
Senyawa Harga (Rp)
CO2 -
NH3 5.213,647/Kg
H2O -
NaCl 6.418,917/Kg
NH4Cl 10.810,808/Kg
NaHCO3 3.756,75/Kg
Sumber : http://www.ICIS.com 01 November 2017
* Kurs 1 USD = Rp 13.513,51
Jadi berdasarkan Tabel 2.3. untuk menghasilkan 1 Kg amonium klorida
dibutuhkan biaya bahan baku sebesar:
NH3 = 0,317815 Kg x Rp 5.213,647/Kg
= Rp 1.656,975
NaCl = 1,0925 Kg x Rp 6.418,917/Kg
= Rp 7.012,667
22
Sedangkan untuk produk samping berupa NaHCO3 yang dihasilkan :
Harga NaHCO3 = 1,57038 Kg x Rp 3.756,75/Kg
= Rp 7.469,90
Profit/keuntungan = Harga produk – harga bahan baku
= (Harga produk utama + Harga produk samping) –
(Harga bahan baku)
= (Rp 5.899,52 + Rp 10.810,808) – (Rp 1.656,975 +
Rp 7.012,667)
= Rp 8.040,686
d. Proses Amoniak – Asam Klorida
NH3 (g) + HCl (aq) → NH4Cl (aq)
BM : 17 36,46 53,491
Produk yang terbentuk pada reaksi diatas adalah amonium klorida (NH4Cl)
Jika pada reaksi tersebut amonium klorida yang terbentuk sebanyak 1 Kg,
maka :
Mol NH4Cl yang terbentuk = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝐵𝑀
= 1 𝐾𝑔
53,491 𝐾𝑔/𝐾𝑚𝑜𝑙
= 0,018695 Kmol
Berdasarkan perbandingan stoikiometri, maka :
Mol NH3 yang bereaksi = mol NH4Cl yang terbentuk
= 0,018695 Kmol
23
Massa NH3 yang bereaksi = Mol NH3 x BM
= 0,018695 Kmol x 17 Kg/Kmol
= 0,317815 Kg
Mol HCl yang bereaksi = mol NH4Cl yang terbentuk
= 0,018695 Kmol
Massa HCl yang bereaksi = Mol NH3 x BM
= 0,018695 Kmol x 36,46 Kg/Kmol
= 0,6816 Kg
Volume HCl = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎
𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠
= 0,6816 Kg
1,49 𝐾𝑔/𝐿
= 0,457 L
Tabel 2.4. Harga Senyawa Bahan Baku dan Produk Proses 4
Senyawa Harga (Rp)
NH3 5.213,647/Kg
HCl 1.154,459/L
NH4Cl 10.810,808/Kg
Sumber : http://www.ICIS.com 01 November 2017
* Kurs 1 USD = Rp 13.513,51
Jadi berdasarkan Tabel 2.4. untuk menghasilkan 1 Kg amonium klorida
dibutuhkan biaya bahan baku sebesar:
NH3 = 0,317815 Kg x Rp 5.213,647/Kg
= Rp 1.656,975
HCl = 0,457 L x Rp 1.154,459/L
= Rp 5.27,587
24
Profit/keuntungan = Harga produk – harga bahan baku
= (Harga produk utama) – (Harga bahan baku)
= (Rp 10.810,808) – (Rp 1.656,975 + Rp 527,587)
= Rp 8.626,246
Berdasarkan tinjauan ekonomi dan proses pembuatan amoinum klorida,
maka dipilih proses pembuatan amonium klorida dengan proses netralisasi
antara amoniak dan asam klorida.
2.3. Kelayakan Teknis
A. Tinjauan Termodinamika
Jika proses ditinjau dari panas reaksinya, yaitu dengan cara memperhitungkan
nilai energi bebas gibs (kondisi reaksi) (∆GR) dan panas reaksi pembentukan
(kondisi reaksi) (∆HR).
∆𝐻𝑅 = ∆𝐻𝑓 + ∫ ∆𝐶𝑝. 𝑑𝑇
𝑇
𝑇0
∆𝐺𝑅 = ∆𝐻𝑓 −𝑇
𝑇0(∆𝐻𝑓 − ∆𝐺0) + 𝑅 ∫
∆𝐶𝑝
𝑅𝑑𝑇 − 𝑅𝑇 ∫
∆𝐶𝑝
𝑅
𝑑𝑇
𝑇
𝑇
𝑇0
𝑇
𝑇0
Diketahui pada suhu 25oC, nilai energi bebas gibs standar (∆Go) dan panas
reaksi pembentukan standar (∆Hof) dari masing-masing senyawa yang terlibat
pada reaksi netralisasi amoniak dan asam klorida dapat dilihat pada tabel
berikut ini:
25
Tabel 2.5. Nilai ∆Hof dan ∆Go Proses Pembuatan NH4Cl
Senyawa ∆Hof (kcal/mol) ∆Go (kcal/mol)
NH3 -10,96 -3,91
HCl -22,063 -22,73
NH4Cl -75,23 -48,54
(Sumber : Perry'. Ed. 8th hal. 231-233, Kots, Treichel, & Weaver, 2006)
ΔH menunjukkan panas reaksi yang dihasilkan selama proses berlangsungnya
reaksi kimia. Besar atau kecil nilai ΔH tersebut menunjukkan jumlah energi
yang dibutuhkan maupun dihasilkan. ΔH bernilai positif (+) menunjukkan
bahwa reaksi tersebut membutuhkan panas untuk berlangsungnya reaksi
sehingga semakin besar ΔH maka semakin besar juga energi yang dibutuhkan.
Sedangkan ΔH bernilai negatif (-) menunujukkan bahwa reaksi tersebut
menghasilkan panas selama proses berlangsungnya reaksi.
Sedangkan ΔGo menunjukkan spontan atau tidak spontannya suatu reaksi
kimia. ΔGo bernilai positif (+) menunjukkan bahwa reaksi tidak dapat
berlangsung secara spontan, sehingga dibutuhkan energi tambahan dari luar.
Sedangkan ΔGo bernilai negatif (-) menunjukkan bahwa reaksi tersebut dapat
berlangsung secara spontan dan hanya membutuhkan sedikit energi. Oleh
karena itu semakin kecil atau negatif ΔGo maka reaksi tersebut akan semakin
baik karena untuk berlangsung spontan energi yang dibutuhkan semakin
kecil.
Reaksi yang terjadi:
NH3 (g) + HCl (aq) → NH4Cl (aq)
Menghitung nilai ∆HReaksi:
26
∆HoReaksi = ∑ ∆Ho
f Produk - ∑ ∆Hof Reaktan
= ∆Hof NH4Cl – (∆Ho
f NH3 + ∆Hof HCl)
= -75,23 – (-10,96 + (-22,063)
= -42,207 kcal/mol
Sedangkan untuk menghitung nilai ∆Goreaksi sebagai berikut:
∆GoReaksi = ∑ ∆Go Produk - ∑ ∆Go Reaktan
= ∆Go NH4Cl - (∆Go NH3 + ∆Go HCl)
= -48,54 – (-3,91 + (-22,73))
= -21,9 kcal/mol
Pada proses netralisasi amoniak dan asam klorida tersebut mempunyai nilai
∆GoReaksi < 0, menunjukkan bahwa reaksi pembentukan amonium klorida
dapat berlangsung spontan dengan konsumsi energi kecil. Serta ∆HoReaksi
dengan bahan baku amoniak dan asam klorida bernilai kecil sehingga
konsumsi energi yang dibutuhkanpun akan sedikit dan bernilai negatif
menunjukkan bahwa rekasi bersifat eksotermis (mengeluarkan panas) (Smith,
2001).
B. Tinjauan Kinetika
Berdasarkan data kinetika dari penelitian Behera & Sharma (2012),
didapatkan nilai konstanta kecepatan reaksi untuk pembentukan NH4Cl dari
amoniak dan asam klorida adalah 2 , 4 x 1 0 5 m3/(mmol.detik) atau 8,64 x
102 m3/(kmol.jam), pada suhu 95oC (298,15 K) dan tekanan atmosfer
(1 atm).
27
2.4. Uraian Proses
Berdasarkan United Stated Patent No. 2591067 tahun 1952 dan United Stated
Patent No. 2133513 tahun 1938, Proses pembuatan amonium klorida dari
bahan baku amoniak dan asam klorida terbagi menjadi 4 tahap yaitu:
1. Persiapan Bahan Baku dan Proses Penguapan
2. Reaksi Netralisasi
3. Kristalisasi
4. Pengemasan Produk
1. Persiapan Bahan Baku dan Proses Penguapan
Bahan baku yang digunakan untuk memproduksi amonium klorida
(NH4Cl) adalah amoniak (NH3) dan asam klorida (HCl). Bahan baku asam
klorida (HCl) diperoleh dari PT. Asahimas Chemical yang disimpan di
dalam tangki penyimpanan (30oC, 1 atm) dialirkan menuju heater (HE-
102) untuk dipanaskan hingga suhu 95oC tekanan 1 atm untuk dijadikan
sebagai umpan reaktor.
Sedangkan bahan baku amoniak diperoleh dari PT. Pupuk Sriwidjaja, dari
tangki penyimpanan yang disimpan pada suhu 30oC, tekanan 11,75 atm
pada fase cair, diekspansikan sehingga tekanannya turun menjadi 1 atm.
kemudian dialirkan menunju heater (HE-101) untuk dipanaskan hingga
suhu 95oC.
28
2. Reaksi Netralisasi
Asam klorida dan amoniak masing-masing dialirkan meuju reactor (RE-201)
untuk direaksikan pada suhu 95oC dan tekanan 1 atm. Produk keluar dari
reactor mengandung sisa gas amoniak dengan impuritis air. Produk reactor
(RE-201) masih mengandung gas amoniak sisa reaksi yang akan direcycle
kembali menjadi umpan reactor, sehingga harus dipisahkan menggunakan
separator (SP-301). Larutan keluaran separator (SP-301) masih mengandung
air sehingga harus diuapkan dengan menggunakan evaporator (EV-301/302)
untuk mengurangi kadar air yang selanjutnya akan dikristalkan.
3. Kristalisasi
Keluar dari evaporator (EV-301/302), larutan tersebut dialirkan menuju
crystallizer (CR-301) untuk dikristalkan. Larutan tersebut dikristalkan pada
suhu 35oC. Kristalisasi dilakukan secara kontinyu dengan ukuran kristal yang
diinginkan berukuran 200 µm. Produk kristal yang bercampur dengan mother
liquor selanjutnya dilairkan menuju centrifuge (CE-301) untuk memisahkan
kristal dengan mother liquor-nya pada suhu 35oC.
Mother liquor direcycle menuju crystallizer (CR-301), tetapi diuapkan airnya
terlebih dahulu dengan menggunakan evaporator (EV-301/302). Sedangkan
kristal basah dialirkan menuju rotary dryer (RD-501) untuk dikeringkan
hingga kadar air kristal mencapai 0,5%.
29
4. Pengemasan Produk
Kristal kering dari rotary dryer (RD-301) dialirkan ke unit pengantongan
dengan menggunakan screw conveyor lalu dikemas dalam plastik woven
dengan berat 25 Kg dan disimpan dalam gudang produk (GP-401).
III. SPESIFIKASI BAHAN BAKU DAN PRODUK
3.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk
A. Spesifikasi Bahan Baku
Spesifikasi Ammonia (NH3)
Bentuk : Cair (30oC, Tekanan 11,75 atm)
Warna : Tidak berwarna
Kadar NH3 : minimal 99,5% (w/w)
Kadar Air (H2O) : maksimal 0,5% (w/w)
(PT Pupuk Sriwidjaja, 2016)
Spesifikasi Hidrogen klorida (HCl)
Bentuk : Cair (30oC tekanan 1 atm)
Warna : Tidak berwarna
Kadar HCl : minimal 33% (w/w)
Kadar Air (H2O) : maksimal 67% (w/w)
(PT Asahimas Chemical, 2016)
32
B. Spesifikasi Produk
Spesifikasi Ammonium klorida (NH4Cl)
Bentuk : padat
Warna : putih
Kadar NH4Cl : minimal 99,5% (w/w)
Kadar H2O : maksimal 0,5% (w/w)
(Spectrum Chemical MFG Corp., 2016)
3.2. Sifat Fisika dan Kimia Bahan Baku dan Produk
A. Sifat Fisika dan Kimia Bahan Baku
1. Ammonia
Rumus kimia : NH3
Berat Molekul : 17,03 gr/mol
Densitas (25oC) : 600,604 kg/m3
Titik leleh : -77,7oC
Titik didih : -33oC (1 atm)
Tekanan uap : 400 mmHg (-45,4oC)
Temperatur kritis : 133oC
Warna : tidak berwarna
Entalpi pembentukan standar (∆Hof) : -46,11 kJ/mol
Energi Gibbs (∆G) : -16,4 kJ/mol (gas)
Kelarutan dalam air : 89,9% pada 0oC
7,4% pada 96 oC
33
Kelarutan dalam organic solvent :
- 14,8% pada 20oC dalam 95% etil alkohol
- Larut dalam etil eter
(Poling, Thomson, Friend, Rowley, & Wilding, 2006)
2. Hidrogen Klorida
Rumus kimia : HCl
Berat Molekul : 36,5 gr/mol
Densitas (25oC) : 796 kg/m3
Titik leleh : -74 oC
Titik didih : 81,5oC (1 atm)
Suhu Kritis : 292,85oC
Tekanan Kritis : 83,56 bar
Entalpi pembentukan standar (∆Hof) : -92,3 kJ/mol
Energi Gibbs (∆G) : -95,30 kJ/mol (gas)
Warna : tidak berwarna
Kelarutan dalam air : sangat larut
(Poling et al., 2006)
B. Sifat Fisika dan Kimia Produk Ammonium klorida
Rumus Kimia : NH4Cl
Berat Molekul : 53,49 gr/mol
Titik didih : 520oC
Titik sublimasi : 338oC
Wujud : padat
34
Warna : putih
Kelarutan dalam air :
- 29,4 gr/100 gr pada 0°C
- 45,8 gr/100 gr pada 40°C
- 77,3 gr/100 gr pada 100°C
Entalpi pembentukan standar (∆Hof) : -314,43 kJ/mol
Entalpi molar standar (∆Hs) : 94,56 J/mol.K
Energi Gibbs (∆G) : -203,08 kJ/mol
Densitas : 1,53 g/cm3 pada 25°C
Tidak larut dalam eter dan aseton.
Larut dalam air dan NH3 liquid.
(Patnaik, 2002)
X. KESIMPULAN DAN SARAN
10.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis pra-rancangan pabrik amonium klorida dari
amoniak dan asam klorida dengan kapasitas produksi 30.000 ton/tahun
maka dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Ditinjau dari segi pengadaan bahan baku, transportasi, pemasaran, dan
lingkungan, maka pabrik ini direncanakan berdiri di daerah Banyuasin,
Propinsi Sumatera Selatan.
2. Berdasarkan hasil analisis teknis dan ekonomi, maka pabrik ini layak
untuk didirikan dengan hasil perhitungan analisis ekonomi sebagai
berikut:
a. Percent return on investment (ROI) sebelum pajak yaitu 28,39% dan
sesudah pajak yaitu 22,71%.
b. Pay out time (POT) sebelum pajak adalah 1,89 tahun dan 2,26 tahun
setelah pajak
c. Break even point (BEP) sebesar 44,77%, dimana syarat umum pabrik
di Indonesia adalah 30 – 60 % kapasitas produksi untuk pabrik
beresiko tinggi. Nilai shut down point (SDP) sebesar 20,53%, yaitu
dengan batasan kapasitas produksi tersebut pabrik harus berhenti
berproduksi karena jika beroperasi dibawah nilai SDP maka pabrik
akan mengalami kerugian.
164
d. Discounted cash flow rate of return (DCF) sebesar 36,26%, nilai
DCF tersebut lebih besar daripada suku bunga bank sekarang
sehingga investor akan lebih memilih untuk berinvestasi ke pabrik
ini amonium klorida dibandingkan ke bank
10.2. Saran
Pabrik amonium klorida dari amoniak dan asam klorida dengan kapasitas
produksi 30.000 ton/tahun per tahun sebaiknya dikaji lebih lanjut baik dari
segi proses maupun ekonominya sebelum didirikan.
DAFTAR PUSTAKA
Anonimous. 2017. Dipetik 2017, dari bps.go.id.
Anonimous. 2018,. Dipetik Januari, 2018, dari www.bi.go.id.
Anonimous. 2018. Dipetik Mei 2018, dari Google Maps.
Bachus, L., & A, C. 2003. Know and Understand Centrifugal Pumps. Oxford :
UK: Bachus Company, Inc.
Banchero, J. T., & Walter, L. B. 1955. Introduction to Chemical Engineering.
New York: McGraw-Hill.
Behera, S.N. & Sharma, M., 2012. Transformation of Atmospheric Ammonia
and Acid Gases into Components of PM2.5 : An Environmental
Chamber Study. Environmental Science and Pollution Research.
Beychok, M., 2011. Flash Evaporation. , h.1–3. Available at:
https://chemengineering.wikispaces.com/Flash+evaporation [Diakses
Desember 1, 2018].
Blackmer A Dover Company, 2009. Alternative Ammonia Transport
Solution.World Pump.
Bohr, W.J., 2010. Cavitation-Causing Vapor Bubles will form in Any
Liquefied Gas Pumping Application : The Key to Limiting Their
Harmful Effect is Controlling Their Size & Number. Conquering the
Cavitation Conundrum
Brown, G. G. 1950. Unit Operation 6th Edition. New Jersey: Willey & Sons, Inc.
Publisher.
Brownell, L. E., & Young, E. H. 1969. Process Equipment Design 1st Edition.
New York: John Willey & Sons, Inc.
Cabe, M. 1985. Unit Operation of Chemical Engineering 4th Edition Vol. 2. New
York: McGraw-Hill.
Countess, R.J. & Heicklen, J., 1973. Kinetics of Particle Growth. II. Kinetics of
the Reaction of Ammonia with Hydrogen Chloride and the Growth of
Particle Ammonium Chloride. The Journal of Physical Chemistry.
Couper, J.R., Hertz, D.W. & Smith, L.F., 2008. Process Economics. In
Perry’s Chemical Engineers' Handbook. New York: McGraw-Hill Book
Company.
Corporation, M. 2014. Sparging/Gas Liquid Contacting : Design Guide & Part
Selection. Farmington.
Fogler, H. S. 1999. Element of Chemical Reaction Engineering 4th Edition. New
Jersey: Prentice Hall Professional Technical Reference.
Geankoplis, C. J. 1993. Transport Processes and Unit Operations 3rd Edition.
New Jersey: Prentice-Hall, Inc.
Google Map. 2018. Area Sungai Musi Banyuasin – Sumatera Selatan. Diakses
pada 16 April 2018.
Heath, S.B., 1935. Process of Making Ammonium Chloride.
Hignett, T.P., 1985. Fertilizer Manual, Alabama, United States of
America: Springer Sciience Business Media.
Hill, C.G.J., 1977. An Introduction to Chemical Engineering Kinetics &
Reator Design, Canada: John Wiley & Sons, Inc.
Himmelblau, D. M., & Riggs, J. B. 1996. Basic Principle and Calculation in
Chemical Engineering. Ney Jersey: Prentice Hall International Series.
Holman, J. P. 2002. Heat Transfer 9th Edition. New York: McGraw-Hill.
Hougen, O. A. 1960. Chemical Process Principles. New York: Jhon Wiley &
Sons, Inc.
Jones, A. 2002. Crystallization Process System 1st Edition. Butterworth-
Heinemann.
Joshi, M. V., & Mahajani, V. V. 2000. Process Equipment Design 3rd Editon.
Macmillan India Limited.
Kern, D. Q. 1965. Process Heat Transfer. Tokyo: McGraw-Hill International
Book Company.
Kestin, J. K., & Correia, R. J. 1981. Tables of Dynamic and Kinematic Viscosity
of Aqueous. Brown University: RI : 02912.
King, M. J., Davenport, W. G., & Moats, M. S. 2013. Sulfuric Acid Manufacture
Analysis, Control, and Optimization. San Diego: Elsevier.
Levenspiel, O. 1999. Chemical Reaction Engineering 3rd Edition. New York:
Jhon Wiley & Sons.
McKetta, J. J., & A, C. W. 1978. Encyclopedia of Chemical Processing and
Design Vol. 1. New York: Marcel Decker Inc.
Mullin, J. W. 2001. Crystallization 4th Edition. London: Reed Educational and
Professional Publishing Ltd.
Nostrand, V. 2005. Van Nostrand's Encyclopedia of Chemistry 5th Edition. New
Jersey: A. Jhon Willey & Sons, Inc., Publication.
Patnaik, P., 2002. Handbook of Inorganic Chemicals, Burlington, New
Jersey: McGraw-Hill.
Perry, R. H. 1997. Perry's Chemical Engineering' Handbook 7th. New York:
McGraw-Hill.
Peters, M. S., & Timmerhaus, K. D. 1991. Plant Design and Economics For
Chemical Engineers 4th Edition. Colorado: McGraw-Hill.
Poling, B.E. et al., 2006. Physical and Chemical Data. In Perry’s
Chemical Engineers' Handbook's Chemical Engineers' Handbook.
McGraw-Hill.
Rase, H. F., & R., H. J. 1977. Chemical Reactor Design for Process Plant, Vol. 1
: Principles and Techniques. New York: Jhon Wiley & Sons, Inc.
Rousseau, R. W. 1987. Handbook of Separation Process Technology. New York:
Jhon Wiley & Sons, Inc.
Spectrum Chemical MFG Corp., 2016. Ammonium Chloride, Granular, FCC.
Speight, J.G., 2002. Chemical and Process Design Handbook I., McGraw-
Hill.
Sinnott, R. K. 2005. Chemical Engineering Design 4th Edition Volume 6.
Swensea: Elsevier Butterworth-Heinemenn.
Smith, J. M., Van Ness, H. C., & Abbott, M. M. 2001. Chemical Engineering
Thermodynamics 6th Edition. New York: McGraw-Hill Companies, Inc.
Treybal, R. E. 1980. Mass-Transfer Operations. New York: McGraw-Hill Book
Company.
Ulrich, G. D. 1984. A Guide To Chemical Engineering Process Design and
Economics. New York: Jhon Willey & Sons, Inc.
Walas, S. M. 1990. Chemical Process Equipment Selection and Design. Kansas:
Buterworth-Heinemann.
Yaws, C. Y. 1996. Handbook of Thermodynamic Diagrams Vol. 4. Houston,
Texas: Guf Publishing Company.
Zapp, K.H. et al., 2012. Ammonium Compounds. In Ullmann’s Encyclopedia
of Industrial Chemistry. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.
www.icis.com., Diakses pada Oktober 2017