pp asam sulfat - digital library uns... · 2.4 neraca massa dan neraca panas ..... 33 2.4.1 neraca...
TRANSCRIPT
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK ASAM SULFAT
DENGAN PROSES KONTAK ABSORPSI GANDA
KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN
Disusun Oleh :
1. Yesi Novitasari ( I 0507015 )
2. Nur Halimah Murdiyati ( I 0507049 )
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2012
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
PRARANCANGAN PABRIK ASAM SULFAT
DENGAN PROSES KONTAK ABSORPSI GANDA
KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN
Oleh :
Yesi Novitasari I 0507015
Nur Halimah Murdiyati I 0507049
Pembimbing II Pembimbing I
Inayati, S.T., M.T., Ph.D Bregas S. T. Sembodo, S.T., M.T.
NIP. 19710829 199903 2 001 NIP. 19711206 199903 1 002
Dipertahankan di depan tim penguji :
1. Dr. Margono, S.T., M.T 1. ……………………………
NIP. 19681 107 199702 1 001
2. Ir. Arif Jumari, M. Sc. 2. …………………………….
NIP. 19650315 199702 1 001
Disahkan
Ketua Jurusan Teknik Kimia
Dr. Sunu H. Pranolo
NIP. 19690316 199802 1 001
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kepada Allah SWT, hanya karena rahmat dan ridho-Nya,
penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir dengan
judul “Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda
Kapasitas 100.000 Ton/Tahun” ini.
Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan
baik berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena
itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi dan semangat
yang senantiasa diberikan tanpa kenal lelah.
2. Bregas S. T. Sembodo, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I dan
Inayati, S.T., M.T., Ph.D., selaku Dosen Pembimbing II atas bimbingan
dan bantuannya dalam penulisan tugas akhir.
3. Ir. Endang Mastuti W. dan Inayati, S.T., M.T., Ph.D., selaku Pembimbing
Akademik.
4. Dr. Sunu H. Pranolo selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia FT UNS.
5. Ir. Arif Jumari, M. Sc. Dan Margono, S.T. M. T. selaku Dosen Penguji
dalam ujian pendadaran tugas akhir.
6. Segenap Civitas Akademika atas semua bantuannya.
7. Teman-teman mahasiswa Teknik Kimia FT UNS khususnya angkatan 07.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini belum sempurna. Oleh
karena itu, penulis membuka diri terhadap segala saran dan kritik yang
membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan
pembaca sekalian.
Surakarta, Januari 2012
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
DAFTAR ISI
Halaman Judul ............................................................................................... i
Lembar Pengesahan ........................................................................................ ii
Kata Pengantar ................................................................................................ iii
Daftar Isi ........................................................................................................ iv
Daftar Tabel ................................................................................................... ix
Daftar Gambar ............................................................................................... xii
Intisari ........................................................................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik .............................................. 1
1.2 Kapasitas Perancangan ............................................................ 2
1.2.1 Data Impor Asam Sulfat .............................................. 2
1.2.2 Ketersediaan Bahan Baku ............................................. 3
1.2.3 Kapasitas Pabrik yang Menguntungkan ......................... 4
1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik .......................................................... 4
1.4 Tinjauan Pustaka ..................................................................... 6
1.4.1 Macam-macam Proses .................................................. 6
1.4.2 Kegunaan Produk ......................................................... 9
1.4.3 Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk ............. 10
1.4.3.1 Bahan Baku ..................................................... 10
1.4.3.2 Produk.............................................................. 14
1.4.4 Tinjauan Proses Secara Umum ..................................... 15
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
BAB II DESKRIPSI PROSES
2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ........................................ 16
2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku Sulfur ..................................... 16
2.1.2 Spesifikasi Produk ........................................................ 17
2.1.3 Spesifikasi Bahan Pembantu (Katalis) . ......................... 17
2.2 Konsep Proses ......................................................................... 18
2.2.1 Sifat Reaksi .................................................................. 18
2.2.2 Mekanisme Reaksi. ....................................................... 24
2.3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses ................................ 25
2.3.1 Diagram Alir Proses ..................................................... 25
2.3.2 Langkah Proses ............................................................. 30
2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas .............................................. 33
2.4.1 Neraca Massa ............................................................... 33
2.4.2 Neraca Panas ............................................................... 42
2.5 Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses ........................................ 50
2.5.1 Lay Out Pabrik .............................................................. 50
2.5.2 Lay Out Peralatan Proses .............................................. 53
BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES
3.1 Tangki ........................................................................................ 55
3.2 Melter ......................................................................................... 56
3.3 Burner ........................................................................................ 57
3.4 Reaktor ....................................................................................... 58
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
3.5 Absorber ..................................................................................... 59
3.6 Menara Pengering ....................................................................... 60
3.7 Tangki Pengencer ....................................................................... 61
3.8 Cyclones ..................................................................................... 62
3.9 Gudang . ..................................................................................... 63
3.10 Belt Conveyor . ........................................................................... 64
3.11 Hopper . ..................................................................................... 65
3.12 Waste Heat Boiler ....................................................................... 66
3.13 Economizer ................................................................................. 67
3.14 Heat Exchanger .......................................................................... 68
3.15 Pompa ........................................................................................ 73
3.16 Blower ........................................................................................ 75
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM
4.1 Unit Pendukung Proses ........................................................... 76
4.1.1 Unit Pengadaan Air ...................................................... 77
4.1.1.1 Air Pendingin dan Air Proses .......................... 77
4.1.1.2 Air Umpan Waste Heat Boiler dan Economizer.. 79
4.1.1.3 Air Konsumsi Umum dan Sanitasi................... 82
4.1.1.4 Pengolahan Air dari Sungai Brantas ................ 84
4.1.2 Unit Pengadaan Udara Tekan ........................................ 86
4.1.3 Unit Pengadaan Listrik ................................................. 86
4.1.3.1 Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas ...... 87
4.1.3.2 Listrik untuk Penerangan .................................. 89
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
4.1.3.3 Listrik untuk AC .............................................. 91
4.1.3.4 Listrik untuk Laboratorium dan Instrumentasi .. 91
4.1.4 Unit Pengadaan Bahan Bakar ....................................... 92
4.2 Laboratorium .......................................................................... 93
4.2.1 Laboratorium Fisik ...................................................... 95
4.2.2 Laboratorium Analitik ................................................. 95
4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan ................ 96
4.2.4 Prosedur Analisa Bahan Baku dan Produk Utama ......... 96
4.2.5 Prosedur Analisa Proses ................................................ 97
4.2.6 Prosedur Analisa Air ..................................................... 98
4.3 Unit Pengolahan Limbah .......................................................... 99
BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN
5.1 Bentuk Perusahaan .................................................................. 104
5.2 Struktur Organisasi .................................................................. 105
5.3 Tugas dan Wewenang ............................................................. 110
5.3.1 Pemegang Saham ........................................................ 110
5.3.2 Dewan Komisaris ......................................................... 110
5.3.3 Dewan Direksi ............................................................. 111
5.3.4 Staf Ahli ...................................................................... 112
5.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang) ...................... 112
5.3.6 Kepala Bagian .............................................................. 113
5.3.7 Kepala Seksi ................................................................. 116
5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ............................................. 117
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
5.4.1 Karyawan Non Shift ..................................................... 117
5.4.2 Karyawan Shift ............................................................. 117
5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah .......................................... 119
5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji ................. 120
5.6.1 Penggolongan Jabatan .................................................. 120
5.6.2 Jumlah Karyawan dan Gaji .......................................... 120
5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan ............................................... 123
BAB VI ANALISA EKONOMI
6.1 Penaksiran Harga Peralatan ..................................................... 126
6.2 Penentuan Total Capital Investment (TCI) .............................. 128
6.2.1 Modal Tetap (Fixed Capital Investment) ......................... 129
6.2.2 Modal Kerja (Working Capital Investment) .................... 130
6.3 Biaya Produksi Total (Total Poduction Cost) .......................... 131
6.3.1 Manufacturing Cost ....................................................... 131
6.3.1.1 Direct Manufacturing Cost (DMC) ................. 131
6.3.1.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC) ................ 131
6.3.1.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC) .................. 132
6.3.2 General Expense (GE) .................................................. 132
6.4 Keuntungan Produksi ............................................................... 133
6.5 Analisis Kelayakan................................................................... 133
Daftar Pustaka ................................................................................................ xiv
Lampiran
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Data Impor Asam Sulfat Tahun 2006-2010 .................................. 2
Tabel 1.2 Perbandingan Proses Kontak dan Proses Kamar Timbal .............. 9
Tabel 2.1 Neraca Massa Melter (M-01) ........................................................ 34
Tabel 2.2 Neraca Massa Burner (B-01)......................................................... 34
Tabel 2.3 Neraca Massa Cyclones (C-01) ..................................................... 35
Tabel 2.4 Neraca Massa Reaktor Bed I (R-01) ............................................. 35
Tabel 2.5 Neraca Massa Reaktor Bed II (R-01) ............................................ 36
Tabel 2.6 Neraca Massa Reaktor Bed III (R-01) .......................................... 36
Tabel 2.7 Neraca Massa Absorber (AB-01) ................................................. 37
Tabel 2.8 Neraca Massa Tangki Pengencer (TP-01) .................................... 37
Tabel 2.9 Neraca Massa Reaktor Bed IV (R-01)............................................ 38
Tabel 2.10 Neraca Massa Absorber (AB-02) ................................................. 38
Tabel 2.11 Neraca Massa Tangki Pengencer (TP-02) .................................... 39
Tabel 2.12 Neraca Massa Menara Pengering (MP-01) .................................. 39
Tabel 2.13 Neraca Massa Tee (TE-01)............................................................ 40
Tabel 2.14 Neraca Massa Tee (TE-02)............................................................ 40
Tabel 2.15 Neraca Massa Tee (TE-03)............................................................ 41
Tabel 2.16 Neraca Massa Total ...................................................................... 41
Tabel 2.17 Neraca Panas Melter (M-01) ......................................................... 42
Tabel 2.18 Neraca Panas Burner (B-01) ......................................................... 42
Tabel 2.19 Neraca Panas Menara Pengering (MP-01) .................................... 43
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
Tabel 2.20 Neraca Panas Cyclones (CN-01) ................................................... 43
Tabel 2.21 Neraca Panas Reaktor (R-01) ........................................................ 44
Tabel 2.22 Neraca Panas Absorber (AB-01) ................................................... 45
Tabel 2.23 Neraca Panas Tangki Pengencer (TP-01) ..................................... 46
Tabel 2.24 Neraca Panas Absorber (AB-02) ................................................... 47
Tabel 2.25 Neraca Panas Tangki Pengencer (TP-02) ..................................... 47
Tabel 2.26 Neraca Panas Total ...................................................................... 48
Tabel 3.1 Spesifikasi Tangki ....................................................................... 55
Tabel 3.2 Spesifikasi Melter ......................................................................... 56
Tabel 3.3 Spesifikasi Burner ........................................................................ 57
Tabel 3.4 Spesifikasi Reaktor ...................................................................... 58
Tabel 3.5 Spesifikasi Absorber .................................................................... 59
Tabel 3.6 Spesifikasi Menara Pengering ...................................................... 60
Tabel 3.7 Spesifikasi Tangki Pengencer ...................................................... 61
Tabel 3.8 Spesifikasi Cyclones .................................................................... 62
Tabel 3.9 Spesifikasi Gudang ....................................................................... 63
Tabel 3.10 Spesifikasi Belt Conveyor ............................................................ 64
Tabel 3.11 Spesifikasi Hopper ....................................................................... 65
Tabel 3.12 Spesifikasi Waste Heat Boiler ...................................................... 66
Tabel 3.13 Spesifikasi Economizer ................................................................ 67
Tabel 3.14 Spesifikasi Heat Exchanger .......................................................... 68
Tabel 3.15 Spesifikasi Pompa......................................................................... 73
Tabel 3.16 Spesifikasi Blower ........................................................................ 75
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
Tabel 4.1 Kebutuhan Air Proses ................................................................... 78
Tabel 4.2 Kebutuhan Air Pendingin.............................................................. 78
Tabel 4.3 Kebutuhan Air Umpan Waste Heat Boiler dan Economizer .......... 80
Tabel 4.4 Kebutuhan Air Konsumsi dan Sanitasi .......................................... 83
Tabel 4.5 Kebutuhan Total Air Sungai ......................................................... 84
Tabel 4.6 Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas................. 87
Tabel 4.7 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan ................................. 89
Tabel 4.8 Total Kebutuhan Listrik Pabrik ..................................................... 91
Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift .............................................. 118
Tabel 5.2 Jumlah Karyawan Menurut Jabatan............................................... 120
Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan ....................................... 122
Tabel 6.1 Indeks Harga Alat ........................................................................ 126
Tabel 6.2 Modal Tetap ................................................................................ 129
Tabel 6.3 Modal Kerja ................................................................................. 130
Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost .......................................................... 131
Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost ........................................................ 131
Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost ........................................................... 132
Tabel 6.7 General Expense .......................................................................... 132
Tabel 6.8 Analisis Kelayakan ...................................................................... 135
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Grafik Impor Asam Sulfat di Indonesia .................................... 3
Gambar 1.2 Gambar Pemilihan Lokasi Pabrik ............................................ 6
Gambar 2.1 Diagram Alir Proses ................................................................. 26
Gambar 2.2 Diagram Alir Kualitatif ........................................................... 27
Gambar 2.3 Diagram Alir Kuantitatif ......................................................... 28
Gambar 2.4 Lay Out Pabrik ......................................................................... 51
Gambar 2.5 Lay Out Peralatan Proses ......................................................... 54
Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air Sungai Brantas .................................... 85
Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Asam Sulfat ................................... 109
Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index ........................................... 127
Gambar 6.2 Grafik Analisis Kelayakan ....................................................... 136
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xiii
INTISARI Yesi Novitasari dan Nur Halimah Murdiyati, 2012, Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta Asam sulfat sering dimanfaatkan sebagai bahan utama dalam pembuatan pupuk, industri pulp dan kertas. Untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, maka dirancang pabrik asam sulfat dengan kapasitas 100.000 ton/tahun dengan bahan baku sulfur 32.353 ton/tahun pada 30oC dan tekanan 1 atm. Dengan memperhatikan beberapa faktor, seperti aspek penyediaan bahan baku, transportasi, tenaga kerja, pemasaran, serta utilitas, maka lokasi pabrik yang cukup strategis adalah di Kawasan Industri Gresik, Jawa Timur. Peralatan proses yang ada antara lain melter, burner, reaktor, absorber, menara pengering, tangki pengencer, cyclones, waste heat boiler, economizer, heat exchanger, blower dan pompa. Asam sulfat dihasilkan dari reaksi oksidasi sulfur dioksida dalam Reaktor Fixed Bed Multibed pada kondisi non isotermal adiabatik pada suhu 420-600oC dan tekanan 1 atm dengan konversi yang diperoleh sebesar 99,7%. Reaksi berlangsung secara eksotermis, sehingga diperlukan pendingin di setiap hasil keluaran bed. Hasil dari reaktor akan diabsorpsi oleh H2SO4 98,5% sehingga dihasilkan H2SO4 99,9% untuk kemudian diencerkan dalam tangki pengencer sehingga diperoleh asam sulfat 98,5% Utilitas terdiri dari unit penyediaan air sebagai pendingin, air proses maupun keperluan umum, tenaga listrik, penyediaan udara tekan, penyediaan bahan bakar, dan unit pengolahan limbah. Terdapat tiga laboratorium, yaitu laboratorium fisik, laboratorium analitik dan laboratorium penelitian dan pengembangan, untuk menjaga kualitas bahan baku dan produk. Perusahaan berbentuk Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur organisasi line and staff. Sistem kerja karyawan berdasarkan pembagian jam kerja yang terdiri dari karyawan shift dan non shift. Hasil analisis ekonomi terhadap prarancangan pabrik asam sulfat diperoleh modal tetap sebesar Rp. 91.577.343.137 dan modal kerjanya sebesar Rp. 81.314.057.044. Biaya produksi total per tahun sebesar Rp. 354.348.738.328. Hasil analisa kelayakan menunjukkan ROI sebelum pajak 69,21% dan setelah pajak 51,91%, POT sebelum pajak 1,3 tahun dan setelah pajak 1,7 tahun, BEP 45,14%, SDP 35,45% dan DCF sebesar 31,06%. Berdasar analisa ekonomi dapat disimpulkan bahwa pendirian pabrik asam sulfat dengan kapasitas 100.000 ton/tahun layak dipertimbangkan untuk direalisasikan pembangunannya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik
Perkembangan industri kimia di Indonesia cenderung mengalami
peningkatan setiap tahunnya baik secara kuantitas maupun kualitasnya sejalan
dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Hal tersebut
menyebabkan kebutuhan akan bahan baku maupun bahan penunjang akan
meningkat pula.
Asam sulfat merupakan salah satu bahan penunjang yang sangat penting
dan banyak dibutuhkan industri kimia. Kegunaan utama (60% dari total produksi
di seluruh dunia) asam sulfat adalah dalam produksi asam fosfat, yang digunakan
untuk membuat pupuk fosfat, pengolahan minyak bumi, farmasi, kertas dan pulp.
Mengingat arti pentingnya asam sulfat, maka kebutuhan negara dapat dijadikan
tolak ukur kemajuan industri negara tersebut.
Proyek kebutuhan asam sulfat dalam negeri semakin meningkat seiring
dengan peningkatan industri-industri yang memakainya. Oleh karena itu,
dikarenakan pada saat ini pabrik yang memproduksi asam sulfat di Indonesia
masih sedikit, sehingga pendirian pabrik asam sulfat ini diharapkan bisa
mengantisipasi permintaan dalam negeri dan mengurangi ketergantungan asam
sulfat dari negara-negara importir.
1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
Selain alasan-alasan diatas, pendirian pabrik ini juga didasarkan pada hal-
hal berikut :
1. Terciptanya lapangan kerja baru, yang berarti turut serta dalam usaha
mengurangi pengangguran.
2. Pendirian pabrik asam sulfat diharapkan akan mendorong berdirinya industri
hilir yang menggunakan asam sulfat sebagai bahan baku dan bahan
penunjang, sehingga akan mendorong perkembangan industri di Indonesia.
3. Dapat menghemat devisa negara, dengan adanya pabrik asam sulfat di dalam
negeri, maka impor dapat dikurangi dan jika berlebih bisa diekspor.
1.2 Kapasitas Perancangan
Dalam menentukan kapasitas perancangan perlu dipertimbangkan hal-hal
sebagai berikut :
1.2.1 Data Impor Asam Sulfat
Permintaan asam sulfat di Indonesia dalam lima tahun terakhir relatif tidak
konstan tergantung kebutuhan pabrik di Indonesia. Kebutuhan tersebut dapat
dilihat dalam tabel di bawah ini :
Tabel 1.1 Data Impor Asam Sulfat Tahun 2006 – 2010
No Tahun Jumlah (Ton)
1 2006 21.913
2 2007 98.095
3 2008 66.911
4 2009 95.445
5 2010 110.617
(www.bps.go.id)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
Gambar 1.1 Grafik Impor Asam Sulfat di Indonesia
Dengan menggunakan metode least square kebutuhan impor (ton/tahun)
asam sulfat ditentukan dengan persamaan :
y = 17.475,81x – 35.012.828,51
Keterangan: x = tahun
y = kapasitas (ton/tahun)
Pabrik direncanakan berdiri tahun 2016 sehingga dapat diprediksikan kebutuhan
impor asam sulfat di Indonesia sebesar 218.405 ton.
1.2.2 Ketersediaan Bahan Baku
Bahan baku pembuatan asam sulfat yaitu sulfur, diperoleh melalui impor
dari supplier asal RRC yang diharapkan kebutuhan bahan baku dapat dipenuhi
secara kontinyu. Sedangkan bahan baku oksigen diperoleh dari udara bebas.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
1.2.3 Kapasitas Pabrik yang Menguntungkan
Untuk memproduksi asam sulfat harus diperhitungkan juga kapasitas
produksi yang menguntungkan. Pabrik yang memproduksi asam sulfat di
Indonesia yaitu :
1. PT. Indonesian Acid Industry, kapasitas produksi 82.500 ton/tahun.
2. PT. Petrokimia Gresik, kapasitas produksi 50.000 ton/tahun.
3. PT. Smelting, kapasitas produksi 92.000 ton/tahun.
Dapat diketahui kapasitas produksi minimal yang menguntungkan sebesar
50.000 ton/tahun. Sedangkan di dalam negeri masih membutuhan asam sulfat
sebesar 218.405 ton/tahun. Maka ditetapkan bahwa kapasitas pabrik asam sebesar
100.000 ton/tahun, sehingga diharapkan :
1. Dapat menyuplai kebutuhan dalam negeri.
2. Dapat memberikan keuntungan karena kapasitas rancangan berada diatas
kapasitas terkecil pabrik yang ada di Indonesia.
3. Dapat merangsang berdirinya industri-industri lainnya yang menggunakan
bahan baku asam sulfat.
1.3 Pemilihan Lokasi Pabrik
Letak geografis suatu pabrik mempunyai pengaruh yang sangat besar
terhadap keberhasilan perusahaan. Beberapa faktor dapat menjadi acuan dalam
menentukan lokasi pabrik antara lain, penyediaan bahan baku, pemasaran
produk, transportasi dan tenaga kerja. Berdasarkan tinjauan tersebut maka lokasi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
pabrik asam sulfat ini dipilih di Gresik, Jawa Timur dengan pertimbangan sbb :
1. Penyediaaan Bahan Baku
Sulfur sebagai bahan baku pembuatan asam sulfat diperoleh dengan cara
impor dari RRC. Orientasi pemilihan ditekankan pada jarak lokasi pelabuhan
dengan pabrik cukup dekat sehingga mempermudah transportasi bahan baku.
2. Letak Pabrik dengan Daerah Pemasaran
Pabrik asam sulfat terutama ditujukan untuk memenuhi kebutuhan dalam
negeri, maka lokasi pabrik harus terletak dengan lokasi yang memudahkan
distribusi produk ke pasar. Target penjualan utama adalah Petrokimia Gresik
yang mana membutuhkan asam sulfat untuk memproduksi pupuk fosfat.
3. Sarana Transportasi
Kota Gresik memiliki sarana transportasi darat yang memadai, karena berada
di jalur pantura, yang menghubungkan kota-kota besar di Jawa Timur.
Pengiriman produk ke daerah pemasaran tidak mengalami masalah. Gresik
juga merupakan tempat yang tepat untuk sarana transportasi laut, karena
letaknya di pesisir pantai pulau Jawa sehingga memiliki pelabuhan laut yang
memadai untuk sarana transportasi bahan baku sulfur ke pabrik serta
pemasaran lewat laut untuk antar pulau.
4. Ketersediaan Tenaga Kerja
Kawasan industri Gresik terletak di daerah Jawa Timur yang syarat dengan
lembaga pendidikan formal maupun non formal dimana banyak dihasilkan
tenaga kerja ahli maupun non ahli, sehingga tenaga kerja mudah
didapatkan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
5. Utilitas
Dalam hal penyediaan air, Gresik dekat dengan sungai Brantas sehingga
kebutuhan air untuk pabrik terpenuhi serta air minum karyawan terpenuhi.
Sedangkan untuk kebutuhan listrik didapatkan dari PLN dan generator
sebagai cadangan apabila listrik dari PLN mengalami gangguan dan bahan
bakar diperoleh dari Pertamina.
Gambar 1.2 Gambar Pemilihan Lokasi Pabrik
1.4 Tinjauan Pustaka
1.4.1 Macam-Macam Proses
Proses pembuatan asam sulfat ada 2, yaitu :
1. Proses Kamar Timbal (Pb)
Pada tahun 1746, Roebuck dari Birmingham Inggris, memperkenalkan
proses kamar timbal. Gas SO2 dan NO dimasukkan ke menara Glover bersamaan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
dengan gas-gas dari menara Gay Lussac, gas yang keluar dari menara Glover
dimasukkan ke dalam kamar timbal dan disemprotkan dengan air sehingga
menghasilkan asam sulfat 60 - 67%. Hasil ini sebagian dikembalikan ke menara
Glover yang akan menghasilkan asam 77%. Asam ini sebagian dimasukkan ke
dalam menara Gay Lussac untuk menyerap gas-gas NO dan NO2 (katalisator).
Gas yang terserap ini dimasukkan kembali ke menara Glover kamar timbal
berbentuk silindris volumenya cukup luas. Permukaan dalamnya dilapisi timbal
tipis dan disekat-sekat agar panas dapat ditransfer dengan baik, dinding bagian
luar diberi sirip-sirip. Sehingga di dalam menara ini terjadi pengembunan uap
asam sulfat. Menara Gay Lussac berfungsi untuk memungut kembali katalisator
gas NO dan NO2 di kamar timbal dengan menggunakan asam sulfat 77%.
Penyerapan dilakukan pada suhu rendah antara 40-60°C. Menara Glover
bertugas memekatkan hasil asam sulfat dari kamar timbal. Pemekatan panas ini
perlu panas dan ini dapat diambil dari panas yang dibawa GHP (gas hasil
pembakaran) belerang (400-600°C).
(Austin, 1967)
2. Proses Kontak
Proses kontak pertama kali ditemukan pada tahun 1831 oleh Peregrine
Philips, seorang negarawan Inggris, yang patennya mencakup aspek-aspek
penting dari proses kontak yang modern, yaitu dengan melewatkan campuran
sulfur dioksida dan udara melalui katalis kemudian diikuti dengan absorpsi sulfur
trioksida di dalam asam sulfat 98,5 – 99%.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
Pada tahun 1889 diketahui bahwa proses kontak dapat ditingkatkan
dengan menggunakan oksigen berlebihan di dalam campuran gas reaksi. Proses
kontak sekarang telah banyak mengalami penyempurnaan dalam rinciannya dan
dewasa ini telah menjadi suatu proses industri yang murah, kontinyu dan
dikendalikan otomatis.
Sampai tahun 1900, belum ada pabrik dengan proses kontak yang
dibangun di Eropa, di mana terdapat kebutuhan terhadap oleum dan asam
konsentrasi tinggi untuk digunakan pada sulfonasi, terutama pada industri zat
warna. Dalam periode 1900 sampai 1925, banyak pabrik asam sulfat dengan
proses kontak telah dapat bersaing dengan proses kamar timbal pada segala
konsentrasi asam yang dihasilkan. Sejak pertengahan tahun 1920-an, kebanyakan
fasilitas yang baru dibangun dengan menggunakan proses kontak dengan katalis
heterogen biasanya berupa zat padat, antara lain Pt, V2O5 dan Fe2O3. Katalis ini
berpori-pori sehingga cocok untuk pembuatan asam sulfat, karena memiliki
bidang kontak yang besar. Udara yang digunakan untuk membakar belerang
dibersihkan dahulu dengan asam sulfat dalam menara absorber, hasil pembakaran
dibersihkan dalam Waste Heat Boiler kemudian dimasukkan ke dalam converter
bersama O2, gas hasil converter atau reaktor dimasukkan ke dalam menara
penyerap atau absorber. Penyerap yang digunakan adalah asam sulfat 98,5%.
(Austin, 1967)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
Tabel 1.2 Perbandingan Proses Kontak dan Proses Kamar Timbal
Keterangan Proses kontak Proses kamar timbal
Konversi 98,5 – 99 % 77 – 79%
Kondisi operasi,
- T , oC
- P, atm
420 - 600
1 - 4
420 – 600
1 - 4
Biaya produksi Rendah Tinggi
Kualitas produk Lebih pekat Kurang pekat
Proses produksi
Satu kali proses dalam
meningkatkan
konsentrasi asam
Dua kali proses dalam
meningkatkan
konsentrasi asam
Katalis Vanadium Pentoksida NO dan NO2
Setelah dibandingkan, maka untuk perancangan pabrik asam sulfat ini dipilih
proses kontak dengan pertimbangan :
1. Konversi yang tinggi dan kualitas produk lebih pekat.
2. Biaya produksi lebih murah.
3. Umur katalis dapat mencapai 10 tahun dalam pemakaian normal.
4. Proses produksi satu kali proses dalam meningkatkan konsentrasi asam.
1.4.2 Kegunaan Produk
Di bidang industri, asam sulfat merupakan produk kimia yang banyak
dipakai. Asam sulfat penting sekali terutama dalam produksi :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
1. Industri pupuk
2. Industri pengolahan air
3. Industri metalurgi
4. Petrokimia
5. Industri kimia
6. Industri pulp dan kertas
(www.sulphuric-acid.com)
1.4.3 Sifat-Sifat Fisis dan Kimia Bahan Baku dan Produk
1.4.3.1 Bahan Baku
a. Sulfur
Sifat Fisika :
Rumus molekul : S
Titik didih pada 1 atm , oC : 444,6
Titik lebur pada 1 atm , oC : 120
Specific gravity : 2,046
(Perry, 2008)
Sifat Kimia :
1. Dengan udara membentuk sulfur dioksida.
Reaksi : S + O2 SO2 ................................................... (I - 1)
2. Dengan asam klorida dan katalis Fe akan menghasilkan hidrogen
sulfida.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
b. Udara
Sifat Fisika :
Sifat Gas N2 O2
Berat molekul 28,01 32
Kenampakan
Gas
Tidak berbau
Tidak berwarna
Gas
Tidak berbau
Tidak berwarna
Titik Lebur (1 atm, oC) -209,86 -218, 4
Titik Didih (1 atm, oC) -195,8 -183
Specific gravity 1,026 1,71
(Perry,2008)
c. Air Proses
Sifat Fisika :
Rumus molekul : H2O
Berat molekul, g/gmol : 18,02
Titik didih pada 1 atm , oC : 100
Titik lebur pada 1 atm , oC : 0
Specific gravity : 1
(Perry,2008)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
Sifat Kimia :
1. Merupakan pelarut yang baik
2. Dapat terurai menjadi unsur-unsur penyusunnya dengan proses
elektrolisis.
d. Sulfur Dioksida
Sifat Fisika :
Rumus molekul : SO2
Berat molekul, g/gmol : 64,06
Titik didih, ºC : -75,5
Titik lebur, ºC : -10
Specific gravity : 1,434
(Perry,2008)
Sifat Kimia :
1. Dengan klorin dan air membentuk asam klorida dan asam lainnya.
Reaksi : Cl2 + 2H2O + SO2 2HCl + H2SO4 ................ (I - 2)
2. Dengan hidrogen sulfida membentuk air dan sulfur
Reaksi : 2H2S + SO2 2H2O + 3S ............................... (I - 3)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
e. Sulfur Trioksida
Sifat Fisika :
Rumus molekul : SO3
Berat molekul, g/gmol : 80,06
Titik didih, ºC : 44,6
Titik lebur, ºC : 16,86
Specific gravity : 1,923
(Perry,2008 )
Sifat Kimia :
1. Dengan air membentuk asam kuat
Reaksi : SO3 + H2O 2SO4 ................................................ (I - 4)
2. Dengan udara lembab sulfur trioksida membentuk uap putih tebal
dengan bau yang menyengat.
f. Vanadium Pentoksida
Sifat Fisika :
Rumus molekul : V2O5
Berat molekul, g/gmol : 181,88
Titik didih, ºC : 1750
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
Titik lebur, ºC : 800
Specific gravity : 3,357
(Perry,2008)
1.4.3.2 Produk
Asam Sulfat
Sifat Fisika :
Rumus molekul : H2SO4
Berat Molekul, g/gmol : 98,08
Wujud dalam kondisi kamar : Cair
Warna : Tidak berwarna
Titik didih pada 1 atm, oC : 340
Titik leleh pada 1 atm, oC : 10,49
Specific gravity : 1,834
(Perry,2008)
Sifat Kimia :
1. Dengan basa membentuk garam dan air.
Reaksi : H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + H2O ................... (I - 5)
2. Dengan alkohol membentuk eter dan air.
Reaksi : 2C2H5OH + H2SO4 C2H5OC2H5 + H2O + H2SO4 .. (I - 6)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab I Pendahuluan
1.4.4 Tinjauan Proses Secara Umum
Dalam proses pembuatan asam sulfat dengan proses kontak absorpsi
ganda, pertama mereaksikan sulfur cair dengan udara sehingga terbentuk gas
sulfur dioksida. Selanjutnya dilakukan reaksi pembentukan sulfur trioksida yang
dilakukan pada reaktor fixed bed multi bed pada tekanan 1 atm dan suhu 425oC.
Kondisi operasi reaktor adiabatik non isotermal. Produk keluar reaktor
diumpankan pada absorber untuk menyerap gas sulfur trioksida, selanjutnya
diencerkan pada tangki pengencer untuk membentuk asam sulfat 98,5% dengan
penambahan air.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
BAB II
DESKRIPSI PROSES
2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk
2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku Sulfur
Sulfur yang diumpankan pada pabrik harus mempunyai spesifikasi : warna
kuning cerah, bentuk granular, dengan spesifikasi analisis tipikal :
1. Sulfur
Fase : padat
Komposisi : - Belerang : 99,96%
- air : 0,005%
- impuritas : 0,035%
Titik lebur : 120ºC
Berat molekul : 32,064 g/gmol
(www.alibaba.com)
2. Udara
Fase : gas
Komposisi : - O2 = 21%
- N2 = 79%
Berat molekul : 28,84 g/gmol
16
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
3. Air proses
Kenampakan : cairan jernih
Berat jenis : 1 gr/mL (25ºC)
Rumus molekul : H2O
Berat molekul : 18 g/gmol
Kekentalan : 1 cP (25ºC)
2.1.2 Spesifikasi Produk
Asam sulfat
Fase : cair
Kadar : 98,5% H2SO4 ; 1,5% H2O
Rumus molekul : H2SO4
Berat molekul : 98,08 g/gmol
2.1.3 Spesifikasi Bahan Pembantu (Katalis)
Katalisator : Vanadium Pentoksida (V2O5)
Bentuk : granular
Diameter : 0,004572 m
Porositas : 0,45
bulk : 541,424 kg/m3
Umur teknis : 10 tahun
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
2.2 Konsep Proses
2.2.1 Sifat Reaksi
a. Tinjauan Termodinamika
Tinjauan secara termodinamika ditujukan untuk mengetahui sifat reaksi
(endotermis/eksotermis) dan arah reaksi (reversible/ irreversible). Penentuan
panas reaksi berjalan secara eksotermis atau endotermis dapat dihitung dengan
perhitungan panas pembentukan standar ( ofH ) pada tekanan 1 atm dan suhu
298,15 K. Pada proses pembentukan asam sulfat terjadi reaksi sebagai berikut :
S (g) + O2 (g) SO2 (g) …………………………………………….......... (II – 1)
SO2 (g) + ½ O2 (g) SO3 (g) ………………………………………….... (II – 2)
SO3 (g) + H2O (l) H2SO4 (l) …………………………………………. (II – 3)
Data panas pembentukan standar pada suhu 298,15 K
ofH S = 0 J/mol
ofH O2 = 0 J/mol
ofH SO2 = -296.830 J/mol
ofH SO3 = -395.730 J/mol
ofH H2SO4 = - 813.989 J/mol
ofH H2O = -285.830 J/mol
( Smith Van Ness, 1975)
298,15H = ofH produk - o
fH reaktan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Reaksi (II - 1) :
298,15H = (-296.830) – (0 + 0) J/mol
= -296.830 J/mol
Reaksi (II - 2) :
298,15H
= (-395.730) – (-296.830 + ½ x 0) J/mol
= -98.900 J/mol
Reaksi (II - 3) :
298,15H
= (-813.989) – (-395.720 + (-285.830)) J/mol
= -813.989 + 681.55 J/mol
= -132.439 J/mol
Ketiga reaksi tersebut termasuk reaksi eksotermis dilihat dari nilai panas
pembentukan standar ( 298,15H ) yang bernilai negatif.
Sifat reaksi kimia yang reversible atau irreversible dapat diketahui dari harga
konstanta kesetimbangan.
Data energi Gibbs pada 298,15 K :
ofG S = 0 J/mol
ofG O2 = 0 J/mol
ofG SO2 = -300.360 J/mol
ofG SO3 = -370.620 J/mol
ofG H2SO4 = -690.003 J/mol
ofG H2O = -228.770 J/mol
( Smith Van Ness, 1975)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Perubahan energi Gibbs dapat dihitung dengan persamaan :
G298,15 = - R T ln K
298,15G = ofG produk - o
fG reaktan
dengan :
G298 : energi bebas Gibbs standar suatu reaksi pada 298,15 K (kJ/mol)
R : konstanta gas ( 8,314 J/mol·K)
T : temperatur (K)
K : konstanta kesetimbangan
( Smith Van Ness, 1975)
Reaksi (II - 1) :
G298,15 = (-300.360) – (0 + 0) J/mol
= -300.360 J/mol
ln K298,15 = T R
G298,15
= K 298,15 K J/mol 8,314
J/mol 300.360 -
= 121,17
Dari Smith Van Ness Equation (15.17)
298,15
298,15
298,15 T1
T1
xRK
Kln
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
dengan :
K = konstanta kesetimbangan pada suhu tertentu
T = suhu tertentu
R = tetapan gas ideal, 8,314 J/mol· K
298,15 = panas reaksi standar pada 298,15 K
( Smith Van Ness, 1975)
Pada suhu 970oC (1.243,15 K) besarnya konstanta kesetimbangan dapat dihitung
sebagai berikut :
298,15
1.243,15
K
Kln =
298,151.243,15
298,15
T1
T1
R
298,151
1.243,151
8,314296.830 -
lnKlnK 298,151.243,15
K698,15 = 1,23 · 1013
Karena harga konstanta kesetimbangan relatif besar, maka reaksi berlangsung
searah ke arah kanan (irreversible).
Reaksi (II - 2) :
G298,15 = (-370.620) – (-300.360 + ½ (0)) J/mol
= -70.260 J/mol
ln K298,15 = T R
G298,15
= K 298,15 K J/mol 8,314
J/mol 70.260 -
= 28,36
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Pada suhu 425oC (698,15 K) besarnya konstanta kesetimbangan dapat dihitung
sebagai berikut :
298,15
698,15
K
Kln =
298,15698,15
298,15
T1
T1
R
298,151
698,151
8,31498.900 -
lnKlnK 298,15698,15
K698,15 = 244,69
Karena harga konstanta kesetimbangan relatif kecil, maka reaksi berlangsung
bolak-balik (reversible).
Reaksi (II - 3) :
G298,15 = (-690.003) – (-228.770 + (-370.620)) J/mol
= -90.613 J/mol
ln K298,15 = T R
G298,15
= K 298,15 K J/mol 8,314
J/mol 90.613 -
= 36,55
Pada suhu 70oC (343,15 K) besarnya konstanta kesetimbangan dapat dihitung
sebagai berikut :
298,15
343,15
K
Kln =
298,15343,15
298,15
T1
T1
R
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
298,15
1
343,15
1
8,314
132.439- lnKlnK 298,15343,15
K698,15 = 7,77 · 1012
Karena harga konstanta kesetimbangan relatif besar, maka reaksi berlangsung
searah ke arah kanan (irreversible).
b. Tinjauan Kinetika
Secara kinetika, reaksi pembentukan sulfur dioksida mempunyai
persamaan kecepatan reaksi sebagai berikut :
Reaksi : SO2 + ½ O2 SO3 ………………………………………. (II – 4)
Konstanta kesetimbangan :
Kp = 68,10
300.11exp
T
dengan : Kp = konstanta kesetimbangan
T = suhu reaksi, ºK
Kecepatan reaksinya :
23322
21
22
3221
PsokPsok122,414
KpPoPso
Pso1PsoPok
r
dengan :
r = kecepatan reaksi, kmol SO2 /kg kat· jam
Tk
5473160,12exp1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tk
8619953,9exp2
Tk
52596745,71exp3
322 SOSOO P ;P ;P = tekanan parsial gas O2, SO2, SO3
dihitung berdasarkan 1 kmol /O2 jam·atm
(Froment, 1990)
c. Kondisi Operasi
Proses kontak absorpsi ganda sulfur terjadi dalam suatu reaktor fixed bed
multibed pada gas atau uap dengan tekanan 1-4 atm dan temperatur 420ºC-600ºC.
Reaksi kontak absorpsi ganda ini menggunakan katalis V2O5. Katalis ini pada
kondisi operasi akan mengoksidasi sulfur dioksida. Sifat penting vanadium
pentoksida ialah mempunyai keterbatasan temperatur bawah dan atas. Selang
temperatur bawah operasi katalis ini yaitu antara 420ºC sedangkan batas
temperatur atas 600ºC. Umur katalis dapat mencapai 10 tahun dalam pemakaian
normal.
2.2.2 Mekanisme Reaksi
Pada reaksi katalitik ada beberapa kemungkinan mekanisme kontrol yang
menentukan kecepatan reaksi, mekanisme untuk reaksi katalitik tersebut secara
umum adalah :
1. Transfer massa reaktan dari badan utama fluida ke permukaan luar katalis
(external diffusion).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
2. Transfer massa reaktan dari permukaan luar ke permukaan dalam pori - pori
katalis (internal diffusion).
3. Adsorbsi reaktan pada permukaan katalis.
4. Reaksi pada permukaan katalis.
5. Desorbsi produk reaksi dari permukaan dalam katalis
6. Transfer massa produk dari permukaan dalam ke permukaan luar katalis.
7. Transfer massa produk dari permukaan luar katalis ke badan utama fluida.
(Fogler, 1999)
Langkah yang menentukan adalah reaksi pada permukaan katalis. Oleh
karena itu, langkah proses nomor 1, 2, 6, 7 sangat cepat dibandingkan langkah
nomor 3, 4, 5 sehingga kecepatan reaksi tidak dipengaruhi oleh transfer massa.
(Smith , 1981)
2.3 Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses
2.3.1 Diagram Alir Proses
Diagram alir prarancangan pabrik asam sulfat dari sulfur dan udara dapat
ditunjukan dalam tiga macam, yaitu :
a. Diagram alir proses (Gambar 2.1)
b. Diagram alir kualitatif (Gambar 2.2 )
c. Diagram alir kuantitatif ( Gambar 2.3 )
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
M-0
1B
-01
S
H
2O
Ash
P
= 1
atm
T =
30o C
CN
-01
MP
-01
H2O
O
2
N2
P =
1,1
atm
T =
38o C
O2
N2
P =
1 at
mT
= 3
4,05
o C
H2O
A
sh
O2
N2
SO2
P =1
atm
T =
916,
85o C
Bed
1
Bed
2
Bed
3
H2O
O
2
N2
SO2
SO3
P =
1 at
mT
= 4
25o C
Bed
4
AB
-01
O2
N2
SO2
SO3
P =1
atm
T =
94,
9o C
TP-
01
H2O
P =
1atm
T =
30o C
H2O
H2S
O4
P =1
atm
T =
41o C
AB
-02
O2
N2
SO2
SO3
P =
1 at
mT
= 4
26,8
5o C
O2
N2
SO2
SO3
P =
1 at
mT
=
197,
5o C
TP-
02
Gam
bar 2
.2D
iagr
am A
lir K
uali
tatif
S
H
2O
Ash
P
= 1
atm
T =
140
o CH
2O
O2
N2
SO2
SO3
P =
1 at
mT
= 6
00o C
H2O
O
2
N2
SO2
P =
1 at
mT
= 4
25o C
H2O
O
2
N2
SO2
SO3
P =
1 at
mT
= 4
29,8
5o C
H2O
H2S
O4
P =
1 at
m
T =
120
o C
H2O
H2S
O4
P =
1 at
mT
= 72
,95o C
H2O
H2S
O4
P =
1 at
mT
= 1
20o C
H2O
H2S
O4
P =1
atm
T =
37o C
H2O
O
2
N2
SO2
SO3
P =
1 at
mT
= 4
44,3
o C
H2O
O
2
N2
SO2
SO3
P =
1 at
mT
= 4
25o C
H2O
P =
1atm
T =
30o C
H2O
H2S
O4
P =
1 at
mT
= 7
2,8o C
H2O
O
2
N2
SO2
SO3
P =
1 at
mT
= 4
25o C
H2O
H2S
O4
P =
1 at
mT
= 7
1,3o C
H2O
H2S
O4
P =
1 at
mT
= 7
2,95
o CH
2O
H
2SO
4
P =
1 at
mT
= 7
1,3o C
H2O
H2S
O4
P =
1 at
mT
= 7
1,3o C
H2O
O
2
N2
SO2
SO3
P =
1 at
mT
= 2
00o C
H2O
H2S
O4
P =
1 at
mT
= 7
0o C
H2O
H2S
O4
P =
1 at
mT
= 70
o CO
2
N2
SO2
SO3
P =
1 at
mT
= 20
0o C
Prod
uk
asam
sul
fat
Ash
P
=1 a
tmT
= 4
25o C
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
2.3.2 Langkah Proses
Dalam proses produksi asam sulfat dapat dibagi dalam beberapa tahap,
yaitu :
a). Tahap persiapan bahan baku
b). Tahap reaksi
c). Tahap pemurnian produk
a. Tahap Persiapan Bahan Baku
Bahan baku sulfur berupa granular disimpan di dalam gudang
penyimpanan (G-01) pada suhu 30oC dan tekanan 1 atm. Sulfur diangkut dengan
Belt Conveyor (BC-01) menuju Hopper (H-01) untuk ditampung sebelum
dileburkan. Sulfur padat dengan ukuran serbuk selanjutnya dilebur pada Melter
(M-01) pada 140oC dengan media pemanas steam. Selanjutnya produk cairan M-
01 dipompakan dengan pompa (P-01) menuju Burner (B-01) bersama dengan itu
dialirkan udara kering yang diperoleh dari udara luar dan ditekan dengan Blower
(BL-01) dan dilewatkan menara pengering (MP-01). Kandungan air dalam udara
atmosfer diserap oleh H2SO4 98,5% yang bersifat hidroskopis, sehingga dihasilkan
udara kering. Hal ini bertujuan untuk mencegah terjadinya reaksi antara gas SO3
dengan air yang terkandung dalam udara sehingga akan menyebabkan korosi.
H2SO4 disirkulasi secara kontinyu dari Tangki Pengencer I (TP-01) untuk
menjaga konsentrasi H2SO4 98,5%.
30
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
31 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Produk udara kering diumpankan menuju burner. Burner difungsikan
untuk mereaksikan sulfur dengan udara membentuk sulfur dioksida pada kondisi
operasi temperatur 916,85 oC dan tekanan 1 atm dengan sifat reaksi eksotermis.
Setelah terjadi proses reaksi pembentukan sulfur dioksida produk dari burner
berupa gas dilewatkan di Waste Heat Boiler (WHB-01) yang berfungsi
memanfaatkan panas produk keluar burner untuk memproduksi steam dimana
produk keluar Waste Heat Boiler suhunya menjadi 425oC dan dilewatkan
Cyclones (CN-01) yang berfungsi untuk menyaring impuritas sebelum gas sulfur
dioksida diumpankan menuju reaktor.
b. Tahap Reaksi
Gas SO2 dimasukkan R-01 yang terdiri dari 4 buah bed catalyst. 3 bed
teratas merupakan konversi tingkat pertama sedangkan bed keempat merupakan
konversi tingkat kedua. Katalis yang digunakan berupa vanadium pentoksida
(V2O5) dengan suhu optimum sekitar 420oC - 600oC. Gas proses yang
mengandung SO2 bersuhu 425oC dari burner masuk ke converter bed I, dimana
gas SO2 diubah menjadi SO3. Reaksi yang terjadi adalah :
SO2 + ½ O2 SO3…………..................………. (II – 5)
Temperatur pada bed dijaga pada temperatur sekitar 425oC agar katalis
tetap pada kondisi operasi optimumnya sehingga diharapkan terjadi konversi
reaksi yang optimum pula. Pada bed pertama, reaksi berlangsung dengan konversi
sekitar 69,38%. Gas yang mengandung SO3 yang keluar dari bed I, bersuhu
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
32 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
600oC, dimasukkan ke Heat Exchanger I (HE-01) dengan media pendingin gas
keluar absorber I yang bersuhu 94,9 oC. Gas yang mengandung SO3 keluar HE-
01, bersuhu 425oC, masuk ke bed II. Pada bed ke-2 ini reaksi berlangsung dengan
konversi sekitar 20,62%. Gas outlet bed II dimana temperatur 444,3oC dialirkan
ke HE-02 dengan media pendingin sama dengan bed I, sehingga dihasilkan gas
dengan temperatur 425oC. Gas ini dialirkan ke bed III dengan konversi 6,4%. Gas
outlet bed III yang banyak mengandung gas SO3 bersuhu 429,85oC masuk ke HE-
03 kemudian masuk ke Economizer I (EK-01) dengan media pendingin air. Gas
tersebut didinginkan menjadi 200oC sebelum masuk ke menara absorber I (AB-
01). Setelah gas SO3 diserap dengan H2SO4 di menara absorber, sisa gas keluar
absorber dengan temperatur 94,9oC dan dipanaskan di HE-01, HE-02 dan HE-03,
sehingga temperatur masuk ke bed IV menjadi 425oC. Pada bed IV ini terjadi
reaksi dengan konversi sebesar 3,3%, sehingga konversi total menjadi 99,7%. Gas
outlet bed IV, temperatur 426,85oC masuk ke dalam Economizer II (EK-02),
dimana gas tersebut didinginkan menjadi 200oC sebelum masuk menara absorber
II (AB-02).
c. Tahap Pemurnian Produk
Produk dari Tangki Pengencer II (TP-02) dipompa menuju TP-01. Sisa gas
dari AB-01 akan dikembalikan ke bed IV. Gas yang banyak mengandung SO3
keluar dari bed IV dan diabsorpsi oleh H2SO4 98,5% yang berasal dari TP-02
yang dipompa oleh P-06 dan gas tersebut dilewatkan EK-02 untuk didinginkan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
33 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
terlebih dahulu. Produk yang dihasilkan dalam AB-02 berupa H2SO4 dengan
kadar 99,9% dan ditampung oleh tangki penampung TP-02. H2SO4 dari AB-01
dan AB-02 ditambahkan air demineralisasi untuk diencerkan menjadi 98,5%. Sisa
gas SO2 yang keluar dari AB-02 diemisikan ke udara bebas.
Produk H2SO4 dari TP-01 dipompa oleh P-08 melewati HE-05 untuk
mendinginkan produk sehingga temperatur produk maksimum adalah 37oC
sebelum masuk ke tangki penyimpan asam sulfat (T-01).
2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas
Produk : Asam Sulfat 98,5% berat
Kapasitas : 100.000 ton/tahun
Satu tahun produksi : 330 hari
Waktu operasi selama 1 hari : 24 jam
2.4.1. Neraca Massa
Basis perhitungan : 1 jam operasi
Satuan : kg/jam
Neraca massa prarancangan pabrik asam sulfat sesuai dengan Gambar 2.3.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
34 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.1 Neraca Massa pada Melter (M-01)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 1 Arus 2
S 4.083,3660 4.083,3660
H2O 0,2043 0,2043
impuritas 1,4298 1,4298
Total 4.085 4.085
Tabel 2.2 Neraca Massa pada Burner (B-01)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 2 Arus 3 Arus 4
S 4.083,3660 0 0
H2O 0,2043 0 0,2043
impuritas 1,4298 0 1,4298
O2
N2
SO2
0
0
0
6.112,6327
20.130,8097
0
2.037,5442
20.130,8097
8.158,4545
Total
4.085 26.243,4424 30.328,4424
30.328,4424 30.328,4424
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
35 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.3 Neraca Massa pada Cyclones (CN-01)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 4 Arus 5 Arus 6
H2O 0,2043 0 0,2043
Impuritas
O2
N2
SO2
1,4298
2.037,5442
20.130,8097
8.158,4545
1,4298
0
0
0
0
2.037,5442
20.130,8097
8.158,4545
Total
30.328,4424 1,4298 30.327,0127
30.328,4424 30.328,4424
Tabel 2.4 Neraca Massa pada Reaktor Bed I (R-01)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 6 Arus 7
H2O 0,2043 0,2043
O2
N2
SO2
SO3
2.037,5442
20.130,8097
8.158,4545
0
623,8960
20.130,8097
2.498,1188
7.073,9839
Total 30.327,0127 30.327,0127
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
36 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.5 Neraca Massa pada Reaktor Bed II (R-01)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 7 Arus 8
H2O 0,2043 0,2043
O2
N2
SO2
SO3
623,8960
20.130,8097
2.498,1188
7.073,9839
203,7544
20.130,8097
815,8454
9.176,3988
Total 30.327,0127 30.327,0127
Tabel 2.6 Neraca Massa pada Reaktor Bed III (R-01)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 8 Arus 9
H2O 0,2043 0,2043
O2
N2
SO2
SO3
203,7544
20.130,8097
815,8454
9.176,3988
73,3516
20.130,8097
293,7044
9.828,9428
Total 30.327,0127 30.327,0127
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
37 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.7 Neraca Massa Absorber (AB-01)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 9 Arus 12 Arus 10 Arus 13
H2O
O2
N2
SO2
SO3
H2SO4
0,2043
73,3516
20.130,8097
293,7044
9.828,9428
0
2.627,3311
0
0
0
0
172.528,0749
0
73,3516
20.130,809
293,7044
98,2894
0
438,0928
0
0
0
0
184.448,1709
Total 30.327,0127 175.155,4060 20.596,1551 184.886,2636
205.482,4187 205.482,4187
Tabel 2.8 Neraca Massa Tangki Pengencer (TP-01)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 13 Arus 21 Arus 24 Arus 25 Arus 18
H2O
H2SO4
438,0928
184.228,1709
542,8456
7.212,0916
8,0292
527,2540
1.937,7458
0
2.926,713
192.187,517
Total
184.448,1709 7.754,9372 535,2833 1.937,7458 195.114,230
195.114,23 195.114,23
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
38 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.9 Neraca Massa pada Reaktor Bed IV (R-01)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 10 Arus 11
O2
N2
SO2
SO3
73,3516
20.130,8097
293,7044
98,2894
6,1126
20.130,8097
24,4754
434,7574
Total 20.596,1551 20.596,1551
Tabel 2.10 Neraca Massa Absorber (AB-02)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 11 Arus 14 Arus 15 Arus 16
H2O
O2
N2
SO2
SO3
H2SO4
0
6,1126
20.130,8097
24.4754
434,7574
0
116,2131
0
0
0
0
7.631,3248
19,3688
0
0
0
0
8.158,5788
0
6,1126
20.130,8097
24.4754
4,3476
0
Total 20.596,1551 7.747,5379 8.177,9477 20.165,7453
28.343,6930 28.343,6930
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
39 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.11 Neraca Massa pada Tangki Pengencer (TP-02)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 15 Arus 17 Arus 23
H2O 19,3688 104,8735 124,2423
H2SO4 8.158,5788 0 8.158,5788
Total
8.177,9477 104,8735 8.282,8212
8.282,8212 8.282,8212
Tabel 2.12 Neraca Massa Menara Pengering (MP-01)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 20 Arus 22 Arus 3 Arus 21
H2O
O2
N2
H2SO4
109,8288
0
0
7.212,0916
433,0168
6.112,6327
20.130,8097
0
0
6.112,6327
20.130,8097
0
542,8456
0
0
7.212,0916
Total 26.676,4592 7.321,9204 26.243,4424 7.754,9372
33.998,3797 33.998,3797
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
40 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.13 Neraca Massa pada Tee (TE-01)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 19 Arus 12 Arus 20
H2O
H2SO4
2.737,1599
179.740,1666
2.627,3311
172.528,0749
109,8288
7.212,0916
Total
182.477,3265 175.155,4060 7.321,9204
182.477,3265 182.477,3265
Tabel 2.14 Neraca Massa pada Tee (TE-02)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 23 Arus 14 Arus 24
H2O
H2SO4
124,2423
8.158,5788
116,2131
7.631,3248
8,0292
527,2540
Total
8.282,8212 7.747,5379 535,2833
8.282,8212 8.282,8212
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
41 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.15 Neraca Massa pada Tee (TE-03)
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 18 Arus 19 Arus 24
H2O
H2SO4
2.926,713
192.187,517
2.737,160
179.740,167
189,554
12.447,350
Total
195.114,230 182.477,326 12.636,903
195.114,230 195.114,230
Tabel 2.16 Neraca Massa Total
Komponen Masuk (kg/jam) Keluar (kg/jam)
Arus 2 Arus 17 Arus 22 Arus 25 Arus 5 Arus 16 Arus 26
S
H2O
impuritas
O2
N2
SO2
SO3
H2SO4
4.083,36
60
0,2043
1,4298
0
0
0
0
0
104,8735
0
0
0
0
0
0
0
4333,0168
0
6.112,6327
20.130,8097
0
0
0
0
1.937,7458
0
0
0
0
0
0
0
0
1,4298
0
0
0
0
0
0
0
0
6,1126
20.130,8097
24,4754
4,3476
0
0
189,5536
0
0
0
0
0
12.447,3499
Total 4.085 104,8735 26.676,4592 1.937,7458 1,4298 20.165,7453 12.636,9035
32.804,0785 32.804,0785
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
42 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
2.4.2 Neraca Panas
Basis perhitungan : 1 jam operasi
Satuan : kJ/jam
Tabel 2.17 Neraca Panas pada Melter (M-01)
Komponen Q input (kJ/jam) Q output (kJ/jam)
Q arus 1 14.924,528 0
Q arus 2 0 729.990,338
Q peleburan 219.765,918 0
Q pemanas 495.299,338 0
Total 729.990,338 729.990,338
Tabel 2.18 Neraca Panas pada Burner (B-01)
Komponen Q input (kJ/jam) Q output (kJ/jam)
Q arus 2 729.990,338 0
Q arus 3 312.095,753 0
Q reaksi 37.800.266,015 0
Q arus 4 0 38.842.352,106
Total 38.842.352,106 38.842.352,106
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
43 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.19 Neraca Panas Menara Pengering (MP-01)
Komponen Q input (kJ/jam) Q output (kJ/jam)
Gas Cairan Gas Cairan
H2O 10.785,974 21.775,570 21.775,570 0
O2 75.104,747 0 0 50.266,563
N2 278.477,330 0 0 261.829,190
H2SO4 0 28.590,972 28.590,972 0
Panas pelarutan 251.629,877 0
Panas laten 0 338.889,930
Total 701.352,224 701.352,224
Tabel 2.20 Neraca Panas pada Cyclones (CN-01)
Komponen Q input (kJ/jam) Q output (kJ/jam)
Q arus 4 11.048.383,452 0
Q arus 5 0 318,961
Q arus 6 0 11.048.064,491
Total 11.048.383,452 11.048.383,452
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
44 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.21 Neraca Panas pada Reaktor (R-01)
Komponen Input (kJ/jam) Output (kJ/jam)
Q bed I 13.954.855,648 20.139.424,115
Q bed II 13.773.693,789 14.454.163,118
Q bed III 13.757.207,370 13.927.848.358
Q bed IV 10.890.352,725 10.954.293,801
Panas reaksi 12.553.289,671 0
Panas pendingin 0 5.453.669,810
Total 64.929.399,203 64.929.399,203
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
45 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.22 Neraca Panas pada Absorber (AB-01)
Komponen Q input (kJ/jam) Q output (kJ/jam)
Gas Cairan Gas Cairan
H2O 67,905 3.828.425,467 0 337.928,314
O2 12.075,228 0 4.757,588 0
N2 3.677.975,072 0 1.463.000,332 0
SO2 34.416,299 0 13.220,835 0
SO3 1.212.475,149 0 4.564,210 0
H2SO4 0 23.691.393,773 0 13.486.538,653
Panas reaksi -16.095.897,044 0
Panas laten 0 1.050.921,918
Total 16.360.931,849 16.360.931,849
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
46 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.23 Neraca Panas pada Tangki Pengencer (TP-01)
Komponen Input (kJ/jam) Output (kJ/jam)
Q arus 13 13.414.236,674 0
Q arus 21 50.366,542 0
Q arus 24 36.160,819 0
Q arus 25 41.334,363 0
Panas pengenceran 15.782,331 0
Q arus 18 0 13.570.688,467
Total 13.570.688,467 13.570.688,467
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
47 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.24 Neraca Panas pada Absorber (AB-02)
Komponen Q input (kJ/jam) Q output (kJ/jam)
Gas Cairan Gas Cairan
H2O 0 169.340,313 0 14.940,400
O2 1.006,269 0 991,535 0
N2 3.677.975,072 0 3.624.961,188 0
SO2 2.868,025 0 2.842,522 0
SO3 53.630,644 0 527,960 0
H2SO4 0 1.047.926,380 0 596.541,502
Panas reaksi -711.959,595 0
Panas laten 0 46.484,762
Total 4.240.787,108 4.240.787,108
Tabel 2.25 Neraca Panas pada Tangki Pengencer (TP-02)
Komponen Input (kJ/jam) Output (kJ/jam)
Q arus 15 593.155,523 0
Q arus 17 2.237,073 0
Panas pengenceran 66,524 0
Q arus 23 0 595.459,121
Total 595.459,121 595.459,121
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
48 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Tabel 2.26 Neraca Panas Total
Komponen Input (kJ/jam) Output (kJ/jam)
Q arus 1 14.924,528 0
Q arus 17 2.237,073 0
Q arus 22 364.368,051 0
Q arus 25 41.334,363 0
Q arus 5 0 318,961
Q arus 16 0 3.629.305,206
Q arus 18 0 13.570.688,467
Q reaksi 22.936.500,374 0
Q pemanas 495.299,892 0
Q peleburan 219.765,918 0
Q pengneceran 15.848,885 0
Q laten 0 1.436.296,610
Q pendingin 0 5.453.669,810
Total 24.090.279,054 24.090.279,054
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
49 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
2.5 Lay Out Pabrik dan Peralatan Proses
2.5.1 Lay Out Pabrik
Lay out pabrik merupakan suatu pengaturan yang optimal dari seperangkat
fasilitas - fasilitas dalam pabrik. Tata letak yang tepat sangat penting untuk
mendapatkan efisiensi, keselamatan, dan kelancaran kerja dari para karyawan
serta keselamatan proses.
Pada prarancangan pabrik ini, tata letak dari pabrik dapat dilihat pada
Gambar 2.4. Untuk mencapai kondisi yang optimal, maka hal-hal yang harus
diperhatikan dalam menentukan tata letak pabrik ini adalah :
1. Pabrik asam sulfat ini merupakan pabrik baru (bukan pengembangan)
sehingga penentuan lay out tidak dibatasi oleh bangunan yang ada.
2. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa
mendatang.
3. Faktor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan ledakan,
maka perencanaan lay out selalu diusahakan jauh dari sumber api, bahan
panas, bahan yang mudah meledak dan jauh dari asap atau gas beracun.
4. Sistem konstruksi yang direncanakan adalah outdoor untuk menekan biaya
bangunan dan gedung dan juga iklim Indonesia memungkinkan konstruksi
secara outdoor.
5. Lahan terbatas sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian pengaturan
ruangan/lahan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
50 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu :
1. Daerah administrasi/perkantoran, laboratorium dan ruang kontrol
Daerah administrasi merupakan pusat kegiatan administrasi pabrik yang
mengatur kelancaran operasi. Laboratorium dan ruang kontrol sebagai pusat
pengendalian proses, kualitas dan kuantitas bahan yang akan diproses serta
produk yang dijual.
2. Daerah proses
Daerah proses merupakan daerah dimana alat proses diletakkan dan proses
berlangsung.
3. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk
Daerah penyimpanan bahan baku dan produk merupakan daerah untuk
tempat bahan baku dan produk.
4. Daerah gudang, bengkel dan garasi
Daerah gudang, bengkel dan garasi merupakan daerah yang digunakan untuk
menampung bahan-bahan yang diperlukan oleh pabrik dan untuk keperluan
perawatan peralatan proses.
5. Daerah utilitas
Daerah utilitas merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan bahan
pendukung proses berlangsung dipusatkan.
(Vilbrandt, 1959)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
51 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
pos
Gambar 2.4 Lay Out Pabrik
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
52 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
2.5.2 Lay Out Peralatan Proses
Lay out peralatan proses adalah tempat dimana alat-alat yang digunakan
dalam proses produksi. Tata letak peralatan proses pada prarancangan pabrik ini
dapat dilihat pada Gambar 2.5. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam
menentukan lay out peralatan proses pada pabrik asam sulfat, antara lain :
1. Aliran udara
Aliran udara di dalam dan di sekitar peralatan proses perlu diperhatikan
kelancarannya. Hal ini bertujuan untuk menghindari terjadinya stagnasi udara
pada suatu tempat sehingga mengakibatkan akumulasi bahan kimia yang
dapat mengancam keselamatan pekerja.
2. Cahaya
Penerangan sebuah pabrik harus memadai dan pada tempat-tempat proses
yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu adanya penerangan tambahan.
3. Lalu lintas manusia
Dalam perancangan lay out peralatan perlu diperhatikan agar pekerja dapat
mencapai seluruh alat proses dengan cepat dan mudah. Hal ini bertujuan
apabila terjadi gangguan pada alat proses dapat segera diperbaiki. Keamanan
pekerja selama menjalankan tugasnya juga diprioritaskan.
4. Pertimbangan ekonomi
Dalam menempatkan alat - alat proses diusahakan dapat menekan biaya
operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
53 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
5. Jarak antar alat proses
Untuk alat proses yang mempunyai suhu dan tekanan operasi tinggi
sebaiknya dipisahkan dengan alat proses lainnya, sehingga apabila terjadi
ledakan atau kebakaran pada alat tersebut maka kerusakan dapat
diminimalkan.
(Vilbrandt, 1959)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
54 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab II Deskripsi Proses
HE-07
HE-06
Gambar 2.5 Lay Out Peralatan Proses
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
55 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
BAB III
SPESIFIKASI PERALATAN PROSES
3.1 Tangki
Tabel 3.1 Spesifikasi Tangki
Kode T-01 T-02
Fungsi Menyimpan asam sulfat
selama 30 hari
Menyimpan air proses
selama 15 hari
Tipe Silinder vertikal dengan flat bottom dan conical roof
Material Carbon Steel SA 283 grade C
Jumlah 1 buah 1 buah
Kondisi operasi
- Tekanan (atm)
- Suhu (oC)
1
37
1
35
Kapasitas (bbl) 8060 1130
Dimensi
- Diameter (ft)
- Tinggi total (ft)
- Tebal tangki
Course 1 (in)
Course 2 (in)
Course 3 (in)
Course 4 (in)
Course 5 (in)
Course 6 (in)
Tebal head (in)
40
43,279
1 ¼
1 1/8
1 7/8
¾
¾ 5/8
15
38,73
4/9 4/9 3/8 3/8 3/8 1/3 1/3
55
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
56 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
3.2 Melter
Tabel 3.2 Spesifikasi Melter
Kode M-01
Fungsi Mengubah fase sulfur padat menjadi
sulfur cair
Tipe Tangki alir berpengaduk
Jumlah 1 buah
Kondisi operasi
- Tekanan (atm)
- Suhu umpan (oC)
- Suhu produk (oC)
- Suhu pemanas masuk (oC)
- Suhu pemanas keluar (oC)
1
30
140
200
200
Spesifikasi jaket
- Tinggi (m)
- Tebal (in)
- Material
1,7 3/16
Carbon Steel 283 grade C
Spesifikasi shell
- IDs (in)
- Tebal (in)
- Material
65 7/8
Carbon Steel 283 grade C
Spesifikasi head
- Bentuk
- Tebal (in)
- Tinggi (in)
Torisperical dished head
3/16
8,349
Spesifikasi Pengaduk
- Jenis
- Di (m)
- L (m)
Turbin dengan 6 flat blade dengan 4
baffle
0,316
0,079
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
57 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Kode M-01
- Kecepatan Pengadukan
- Daya Pengadukan
420
20
Tinggi total reaktor (m) 2,320
3.3 Burner
Tabel 3.3 Spesifikasi Burner
Kode B-01
Fungsi Membakar sulfur cair dengan udara
kering menjadi gas sulfur dioksida
Tipe RAP single tube
Jumlah 1 buah
Kondisi operasi
- Tekanan (atm)
- Suhu umpan (oC)
- Suhu produk (oC)
1
140
934,25
Spesifikasi
- ID (m)
- OD (m)
- Panjang (m)
- Jumlah pass
- Material
7
9,14
30
1
Bata tahan api
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
58 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
3.4 Reaktor
Tabel 3.4 Spesifikasi Reaktor
Kode R-01
Fungsi Mereaksikan sulfur dioksida dengan
oksigen menjadi sulfur trioksida
Tipe Fixed bed multi bed
Jumlah 1 buah
Kode R-01
Material Carbon Steel SA 182 F22
Kondisi operasi
- Tekanan (atm)
- Suhu (oC)
1
425
Katalis
- Bahan
- Bentuk
- Diameter (m)
- bulk (kg/m3)
- Tinggi bed katalis I (m)
- Tinggi bed katalis II (m)
- Tinggi bed katalis III (m)
- Tinggi bed katalis IV (m)
Vanadium Pentoksida
Granular
0,00457
541,424
1,5
3,01
1,78
1,29
Spesifikasi Shell
- ID (m)
- Tebal shell (in)
4 3/4
Spesifikasi Head
- Bentuk
- Tebal head (in)
- Tinggi head (m)
Torispherical Dished Head
1 1/4
0,846
Tinggi Total (m) 17,35
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
59 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
3.5 Absorber
Tabel 3.5 Spesifikasi Absorber
Kode AB-01 AB-02
Fungsi Menyerap gas SO3 dari
aliran R-01 bed III
dengan menggunakan
asam sulfat
Menyerap gas SO3 dari
aliran R-01 bed IV
dengan menggunakan
asam sulfat
Tipe Packed tower
Jumlah 1 buah 1 buah
Material Carbon Steel SA 182 F22
Kondisi operasi
- Tekanan (atm)
- Suhu (oC)
1
70
1
70
Menara
- Diameter (m)
- Tinggi (m)
- Tebal shell (in)
2,087
11,678 1/8
1,578
2,930 1/8
Head
- Tipe
- Tebal head (in)
Torisperical dished head 1/4
Torisperical dished head 1/5
Packing
- Jenis
- Ukuran (in)
Ceramic Raschig Ring
2
Ceramic Raschig Ring
2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
60 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
3.6 Menara Pengering
Tabel 3.6 Spesifikasi Menara Pengering
Kode MP-01
Fungsi Menyerap kandungan H2O dari udara bebas dengan
menggunakan asam sulfat
Tipe Packed tower
Jumlah 1 buah
Material Carbon Steel SA 182 F22
Kondisi operasi
- Tekanan (atm)
- Suhu (oC)
1
70
Menara
- Diameter (m)
- Tinggi (m)
- Tebal shell (in)
1,647
14,631 1/8
Head
- Tipe
- Tebal head (in)
Torisperical dished head 1/5
Packing
- Jenis
- Ukuran (in)
Ceramic Raschig Ring
2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
61 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
3.7 Tangki Pengencer
Tabel 3.7 Spesifikasi Tangki Pengencer
Kode TP-01 TP-02
Fungsi Mengencerkan produk
AB-01 dengan air untuk
mendapatkan asam sulfat
98,5%
Mengencerkan produk
AB-02 dengan air untuk
mendapatkan asam sulfat
98,5%
Tipe Tangki alir berpengaduk
Jumlah 1 buah 1 buah
Kondisi operasi
- Tekanan (atm)
- Suhu
1
71,30
1
72,95
Spesifikasi shell
- IDs (in)
- Tebal (in)
- Material
66 1/8
Carbon Steel 283 grade C
40 3/16
Carbon Steel 283 grade C
Spesifikasi head
- Bentuk
- Tebal (in)
- Tinggi (in)
Torisperical dished head 1/4
12,551
Torisperical dished head 1/4
9,546
Spesifikasi Pengaduk
- Jenis
- Di (m)
- L (m)
- Kec. Pengadukan (rpm)
- Daya Pengadukan (Hp)
Flat Blade Turbine
Impeller
0,529
0,132
65
25
Flat Blade Turbine
Impeller
0,339
0,085
266
6
Tinggi total (m) 3,811 1,501
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
62 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
3.8 Cyclones
Tabel 3.8 Spesifikasi Cyclones
Kode CN-01
Fungsi Memisahkan impuritas berupa ash dari aliran gas
keluar burner
Tipe High efficiency cyclones
Jumlah 4 buah
Material Carbon Steel SA 182 F22
Kondisi operasi
- Tekanan (atm)
- Suhu (oC)
1
425
Spesifikasi
- D silinder (m)
- Tinggi silinder (m)
- D inlet gas (m)
- D outlet padatan (m)
- Tinggi kerucut (m)
- Tinggi total (m)
1,408
2,816
0,817
0,528
3,521
8,787
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
63 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
3.9 Gudang
Tabel 3.9 Spesifikasi Gudang
Kode G-01
Fungsi Menyimpan kebutuhan sulfur selama 1 bulan
Tipe Bangunan tertutup
Jumlah 1 buah
Material Bata lapis semen
Kondisi operasi
- Tekanan (atm)
- Suhu (oC)
1
30
Kode G-01
Spesifikasi
- panjang (m)
- lebar (m)
- tinggi (m)
15,3
10
12
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
64 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
3.10 Belt Conveyor
Tabel 3.10 Spesifikasi Belt Conveyor
Kode BC-01
Fungsi mengangkut sulfur granular dari gudang
G -01 ke Bucket elevator BE-01
Tipe Belt conveyor continuous closed
Jumlah 1 buah
Kondisi operasi
- Tekanan (atm)
- Suhu (oC)
1
30
Spesifikasi
- Panjang (ft)
- Lebar belt (in)
- Cross sectional max. (ft2)
- Kecepatan belt (fpm)
- Daya (Hp)
30
14
0,11
200
0,5
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
65 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
3.11 Hopper
Tabel 3.11 Spesifikasi Hopper
Kode H-01
Fungsi mengangkut sulfur padatan dari
BC-01 ke M-01
Tipe Conical hopper
Jumlah 1 buah
Kondisi operasi
- Tekanan (atm)
- Suhu (oC)
1
30
Spesifikasi
- Lebar (m)
- Tinggi (m)
- Tebal shell (in)
- Diameter pembuka (in)
1,162
1,555
0,1875
5,09
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
66 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
3.12 Waste Heat Boiler
Tabel 3.12 Spesifikasi Waste Heat Boiler
Kode WHB-01
Fungsi Mendinginkan gas keluar burner
Tipe Kettle reboiler
Panjang (ft) 12
Kondisi operasi
- Suhu
Hot fluid (oC)
Cold fluid (oC)
- Tekanan
Hot fluid (atm)
Cold fluid (atm)
933,85 - 425
35 – 201,56
15,3
1
Spesifikasi
Shell
- Kapasitas (kg/jam)
- Material
- P (psi)
Cold fluid (air)
5.350
Carbon Steel SA 167 grade C
diabaikan
Spesifikasi
Tube
- Kapasitas (kg/jam)
- Material
- Jumlah
- P (psi)
Hot fluid (gas keluar burner)
30.328,44
Carbon Steel SA 167 grade C
140
1,344
Dirt Factor (hr.ft2.oF/Btu) 0,00302
Luas tr. Panas (ft2) 42439,824
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
67 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
3.13 Economizer
Tabel 3.13 Spesifikasi Economizer
Kode EK-01 EK-02
Fungsi Mendinginkan
campuran gas SO3
keluaran HE-03
Mendinginkan
campuran gas SO3
keluaran reaktor bed IV
Tipe Double Pipe Heat
Exchanger
Double Pipe Heat
Exchanger
Panjang (ft) 20 20
Kondisi operasi
- Suhu
Hot fluid (oC)
Cold fluid (oC)
423,24 - 200
35 – 201,71
426,85 - 200
35 – 204,65
Spesifikasi
Annulus
- Kapasitas (kg/jam)
- Material
- P (psi)
air
2.800
Carbon Steel SA 283
grade C
diabaikan
air
2.120
Carbon Steel SA 283
grade C
diabaikan
Spesifikasi
Inner pipe
- Kapasitas (kg/jam)
- Material
- Jumlah
- P (psi)
Gas keluaran HE-03
30.327,013
Carbon Steel SA 283
grade C
12 hairpin
0,719
Gas produk bed IV
20.596,155
Carbon Steel SA 283
grade C
9 hairpin
0,413
Dirt Factor (hr.ft2.oF/Btu) 0,00313 0,00304
Luas tr. Panas (ft2) 179,312 135,788
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
68 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
3.14 Heat Exchanger
Tabel 3.14 Spesifikasi Heat Exchanger
Kode HE-01 HE-02
Fungsi Mendinginkan gas hasil
keluar bed I sekaligus
memanaskan gas hasil
keluar AB-01
Mendinginkan gas hasil
keluar bed II sekaligus
memanaskan gas hasil
keluar AB-01
Tipe Double Pipe Heat
Exchanger
Double Pipe Heat
Exchanger
Panjang (ft) 20 12
Kondisi operasi
- Suhu
Hot fluid (oC)
Cold fluid (oC)
599,99 - 425
94,9 – 361,06
444,30 - 425
361,06 – 418,19
Spesifikasi
Annulus
- Kapasitas (kg/jam)
- Material
- P (psi)
Gas keluar bed I
30.327,01
Carbon Steel SA 357
1,958
Gas keluar bed II
30.327,01
Carbon Steel SA 283
grade C
1,760
Spesifikasi
Inner pipe
- Kapasitas (kg/jam)
- Material
- Jumlah
- P (psi)
Gas keluaran AB-01
20.595,97
Carbon Steel SA 357
11 hairpin
0,828
Gas keluaran HE-01
20.595,97
Carbon Steel SA 283
grade C
11 hairpin
1,336
Dirt Factor (hr.ft2.oF/Btu) 0,0037 0,0042
Luas tr. Panas (ft2) 198,67 103,390
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
69 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Kode HE-03
Fungsi Mendinginkan gas hasil keluar bed III
sekaligus memanaskan gas hasil keluar HE-02
Tipe Shell and Tube Heat Exchanger
Panjang (ft) 12
Kondisi operasi
- Suhu
Hot fluid (oC)
Cold fluid (oC)
- Tekanan
Hot fluid (atm)
Cold fluid (atm)
429,85 – 423,24
418,19 - 425
1
1
Spesifikasi
Shell
- Kapasitas (kg/jam)
- Material
- P (psi)
Cold fluid (Gas keluar HE-02)
20.595,97
Carbon Steel SA 167 grade C
0,009
Spesifikasi
Tube
- Kapasitas (kg/jam)
- Material
- Jumlah
- P (psi)
Hot fluid (gas dari bed III)
30.327,01
Carbon Steel SA 283 grade C
86
0,189
Dirt Factor (hr.ft2.oF/Btu) 0,0034
Luas tr. Panas (ft2) 230,014
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
70 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Kode HE-04 HE-05
Fungsi Memanaskan gas dari
MP-01 dengan
menggunakan steam
dari WHB-01
Mendinginkan produk
TP-01 sebelum masuk
ke T-01
Tipe Double Pipe Heat
Exchanger
Double Pipe Heat
Exchanger
Panjang (ft) 12 12
Kondisi operasi
- Suhu
Hot fluid (oC)
Cold fluid (oC)
200
34,05 - 140
71,39 - 37
35 – 45
Spesifikasi
Annulus
- Kapasitas (kg/jam)
- Material
- P (psi)
steam
3.316
Carbon Steel SA 283
grade C
0,988
air
18.000
Carbon Steel SA 283
grade C
0,560
Spesifikasi
Inner pipe
- Kapasitas (kg/jam)
- Material
- Jumlah hairpin
- P (psi)
Gas produk MP-01
26.243,442
Carbon Steel SA 283
grade C
14
0,531
Produk TP-01
30.327,013
Carbon Steel SA 283
grade C
21
0,878
Dirt Factor (hr.ft2.oF/Btu) 0,0033 0,0011
Luas tr. Panas (ft2) 95,285 139,263
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
71 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Kode HE-06
Fungsi Mendinginkan produk cairan AB-01
Tipe Shell and Tube Heat Exchanger
Panjang (ft) 12
Kondisi operasi
- Suhu
Hot fluid (oC)
Cold fluid (oC)
- Tekanan
Hot fluid (atm)
Cold fluid (atm)
120 - 70
35 - 45
1
1
Spesifikasi
Shell
- Kapasitas (kg/jam)
- Material
- P (psi)
Cold fluid (air)
337.300
Carbon Steel SA 167 grade C
1,113
Spesifikasi
Tube
- Kapasitas (kg/jam)
- Material
- Jumlah
- P (psi)
Hot fluid (cairan hasil AB-01)
184.886,264
Carbon Steel SA 283 grade C
152
1,179
Dirt Factor (hr.ft2.oF/Btu) 0,0012
Luas tr. Panas (ft2) 470,795
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
72 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Kode HE-07
Fungsi Mendinginkan cairan produk AB-02
sebelum masuk TP-02
Tipe Double Pipe Heat Exchanger
Panjang (ft) 12
Kondisi operasi
- Suhu
Hot fluid (oC)
Cold fluid (oC)
120 - 70
35 - 45
Spesifikasi
Annulus
- Kapasitas (kg/jam)
- Material
- P (psi)
Cairan produk AB-02
8.177,948
Carbon Steel SA 283 grade C
0,184
Spesifikasi
Inner pipe
- Kapasitas (kg/jam)
- Material
- Jumlah hairpin
- P (psi)
air
15.000
Carbon Steel SA 283 grade C
5
0,181
Dirt Factor (hr.ft2.oF/Btu) 0,0014
Luas tr. Panas (ft2) 20,284
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
73 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
3.15 Pompa
Tabel 3.15 Spesifikasi Pompa
Kode P-01 P-02
Fungsi Mengalirkan sulfur dari
M-01 ke B-01
Mengalirkan cairan dari
MP-01 ke TP-01
Tipe Single stage centrifugal pump
Material Commercial steel
Kapasitas (gpm) 13,8642 24,2142
Tekanan (atm) 1 1
Tenaga pompa (HP) 0,3333 0,75
NPSH pompa (ft) 1,6382 2,3758
Kecepatan putar (rpm) 3500 3500
Tenaga motor (HP) 0,5 1
Nominal pipe (in) 2 2,5
Kode P-03 P-04
Fungsi Mengalirkan cairan dari
AB-01 ke TP-01
Mengalirkan cairan dari
AB-02 ke tangki TP-02
Tipe Single stage centrifugal pump
Material Commercial steel
Kapasitas (gpm) 571,6886 25,2871
Tekanan (atm) 1 1
Tenaga pompa (HP) 5 0,5
NPSH pompa (ft) 19,5527 2,4455
Kecepatan putar (rpm) 3500 3500
Tenaga motor (HP) 7,5 0,75
Nominal pipe (in) 8 2,5
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
74 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
Kode P-05 P-06
Fungsi Mengalirkan cairan dari
T-02 ke TP-01 dan TP-
02
Mengalirkan cairan dari
TP-02 ke AB-02 dan
TP-01
Tipe Single stage centrifugal pump
Material Commercial steel
Kapasitas (gpm) 12,7250 25,0720
Tekanan (atm) 1 1
Tenaga pompa (HP) 0,1667 0,75
NPSH pompa (ft) 2,1630 3,3995
Kecepatan putar (rpm) 3500 3500
Tenaga motor (HP) 0,25 1
Nominal pipe (in) 1/8 1/8
Kode P-07 P-08
Fungsi Mengalirkan cairan dari
TP-01 ke AB-01 dan
MP-01
Mengalirkan cairan dari
TP-01 ke T-01
Tipe Single stage centrifugal pump
Material Commercial steel
Kapasitas (gpm) 552,3559 38,2517
Tekanan (atm) 1 1
Tenaga pompa (HP) 20 0,75
NPSH pompa (ft) 26,7161 3,2226
Kecepatan putar (rpm) 3500 3500
Tenaga motor (HP) 25 1
Nominal pipe (in) 1/2 2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
75 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab III Spesifikasi Peralatan Proses
3.16 Blower
Tabel 3.16 Spesifikasi Blower
Kode BL-01
Fungsi Mengalirkan udara ke MP-01 dari udara bebas
Tipe Centrifugal blower
Spesifikasi :
- Kapasitas (m3/jam)
- Tekanan :
Suction (Psia)
Discharge (Psia)
- Daya (HP)
23.223
14,4
16,17
40
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
76 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
BAB IV
UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM
4.1 Unit Pendukung Proses
Unit pendukung proses atau yang lebih dikenal dengan sebutan utilitas
merupakan bagian penting untuk menunjang proses produksi dalam pabrik. Unit
pendukung proses yang terdapat dalam pabrik asam sulfat adalah :
1. Unit pengadaan air
Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi kebutuhan
air sebagai berikut :
a. Air pendingin dan air proses
b. Air umpan waste heat boiler dan economizer
c. Air konsumsi umum dan sanitasi
d. Air pemadam kebakaran
2. Unit pengadaan udara tekan
Unit ini bertugas untuk menyediakan udara tekan untuk kebutuhan
instrumentasi pneumatic, untuk penyediaan udara tekan di bengkel dan untuk
kebutuhan umum yang lain.
3. Unit pengadaan listrik
Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk
peralatan proses, keperluan pengolahan air, peralatan-peralatan elektronik
76
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
77 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
atau listrik AC, maupun untuk penerangan. Lisrik di-supply dari PLN dan
dari generator sebagai cadangan bila listrik dari PLN mengalami gangguan.
4. Unit pengadaan bahan bakar
Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk kebutuhan generator.
4.1.1 Unit Pengadaan Air
Air proses, konsumsi umum dan sanitasi, air pendingin, air umpan waste
heat boiler dan economizer dan air pemadam kebakaran, menggunakan air yang
diperoleh dari sungai Brantas yang terletak tidak jauh dari lokasi pabrik.
4.1.1.1 Air Pendingin dan Air Proses
Alasan digunakannya air sungai adalah karena faktor-faktor sebagai
berikut:
a. Air sungai dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah.
b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air sungai sebagai
pendingin adalah partikel-partikel besar/makroba dan partikel-partikel
kecil/mikroba sungai yang dapat menyebabkan fouling pada alat-alat proses. Air
pendingin yang diambil dari sungai disaring terlebih dahulu kemudian
ditambahkan klorin. Adapun persyaratan air yang akan digunakan sebagai
pendingin adalah :
a. Kekeruhan maksimal 3 ppm
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
78 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
b. Bukan air sadah
c. Bebas bakteri
d. Bebas mineral
Air proses digunakan sebagai media pengencer untuk kebutuhan proses.
Tabel 4.1 Kebutuhan Air Proses
No. Kode Alat Nama Alat Kebutuhan (kg/jam)
1 TP-01 Tangki pengencer-01 1.937,7458
2 TP-02 Tangki pengencer-02 104,8734
Total 2.042,6193
Air pendingin digunakan sebagai fluida dingin pada heat exchanger.
Tabel 4.2 Kebutuhan Air Pendingin
No. Kode Alat Alat Kebutuhan (kg/jam)
1 HE-05
Cooler untuk produk asam sulfat
hasil dari TP-01 18.000
2 HE-06 Cooler untuk produk cair AB-01 337.300
3 HE-07
Cooler untuk untuk produk cair AB-
02 15.000
Total 370.300
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
79 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Diperkirakan air yang hilang sebesar 10% sehingga kebutuhan make-up air
untuk pendingin = 37.030 kg/jam.
4.1.1.2 Air Umpan Waste Heat Boiler dan Economizer
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penanganan air umpan waste
heat boiler dan economizer adalah sebagai berikut :
a. Kandungan yang dapat menyebabkan korosi
Korosi yang terjadi di dalam waste heat boiler dan economizer disebabkan
karena air mengandung larutan - larutan asam dan gas - gas yang terlarut.
b. Kandungan yang dapat menyebabkan kerak (scale forming)
Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi,
yang biasanya berupa garam - garam karbonat dan silikat.
c. Kandungan yang dapat menyebabkan pembusaan (foaming)
Air yang diambil dari proses pemanasan bisa menyebabkan foaming pada
waste heat boiler dan economizer dan alat penukar panas karena adanya zat -
zat organik, anorganik, dan zat - zat yang tidak larut dalam jumlah besar.
Efek foaming terjadi pada alkalinitas tinggi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
80 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Tabel 4.3 Kebutuhan Air Umpan Waste Heat Boiler dan Economizer
No. Kode Alat Kebutuhan (kg/jam)
1 WHB-01 5.300
2 EK-01 2.780
3 EK-02 2.100
Total 10.180
Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan waste heat
boiler meliputi:
1. Kation Exchanger
Kation exchanger berfungsi untuk mengikat ion - ion positif yang terlarut
dalam air lunak. Alat ini berupa silinder tegak yang berisi tumpukan butir-
butir resin penukar ion. Resin yang digunakan adalah jenis C-300 dengan
notasi RH2.
Adapun reaksi yang terjadi dalam kation exchanger adalah:
2NaCl + RH2 RNa2 + 2 HCl …………………………....... (IV – 1)
CaCO3 + RH2 RCa + H2CO3……………………….......... (IV – 2)
BaCl2 + RH2 RBa + 2 HCl ……………………….......... (IV – 3)
Apabila resin sudah jenuh maka pencucian dilakukan dengan menggunakan
larutan H2SO4 2%. Reaksi yang terjadi pada waktu regenerasi adalah:
RNa2 + H2SO4 RH2 + Na2SO4 ……….………………....... (IV – 4)
RCa + H2SO4 RH2 + CaSO4 …………...……………....... (IV – 5)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
81 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
RBa + H2SO4 RH2 + BaSO4 ………...………………....... (IV – 6)
2. Anion Exchanger
Alat ini hampir sama dengan kation exchanger namun memiliki fungsi yang
berbeda yaitu mengikat ion - ion negatif yang ada dalam air lunak. Dan resin
yang digunakan adalah jenis C-500P dengan notasi R(OH)2. Reaksi yang
terjadi di dalam anion exchanger adalah:
R(OH)2 + 2 HCl RCl2 + 2 H2O …….………………....... (IV – 7)
R(OH)2 + H2SO4 RSO4 + 2 H2O ………………….…....... (IV – 8)
R(OH)2 + H2CO3 RCO3 + 2 H2O ….………………....... (IV – 9)
Pencucian resin yang sudah jenuh digunakan larutan NaOH 4%. Reaksi yang
terjadi saat regenerasi adalah:
RCl2 + 2 NaOH R(OH)2 + 2 NaCl ………………….... (IV – 10)
RSO4 + 2 NaOH R(OH)2 + 2 Na2SO4 ……………........ (IV – 11)
RCO3 + 2 NaOH R(OH)2 + 2 Na2CO3 ………....…....... (IV – 12)
3. Deaerasi
Merupakan proses penghilangan gas-gas terlarut, terutama oksigen dan
karbon dioksida dengan cara pemanasan menggunakan steam. Oksigen
terlarut dapat merusak baja. Gas – gas ini kemudian dibuang ke atmosfer.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
82 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4. Tangki Umpan Waste Heat Boiler dan Economizer
Unit ini berfungsi menampung air umpan waste heat boiler dan economizer
dengan waktu tinggal 24 jam. Ke dalam tangki ini ditambahkan bahan-bahan
yang dapat mencegah korosi dan kerak, antara lain:
a. Hidrazin (N2H4)
Zat ini berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa gas terlarut terutama gas
oksigen sehingga dapat mencegah korosi pada waste heat boiler dan
economizer. Adapun reaksi yang terjadi adalah:
N2H4(aq) + O2(g) N2(g) + 2 H2O (l) …............…....... (IV – 13)
b. NaH2PO4
Zat ini berfungsi untuk mencegah timbulnya kerak. Reaksi yang terjadi
adalah:
2NaH2PO4+4NaOH+3CaCO3Ca3 (PO4)2+3Na2CO3 +4H2O .. (IV – 14)
(Powell,1954)
4.1.1.3 Air Konsumsi Umum dan Sanitasi
Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium,
kantor, perumahan, dan pertamanan. Air konsumsi dan sanitasi harus memenuhi
beberapa syarat, yang meliputi syarat fisik, syarat kimia, dan syarat bakteriologis.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
83 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Syarat fisik :
a. Suhu di bawah suhu udara luar
b. Warna jernih
c. Tidak mempunyai rasa dan tidak berbau
Syarat kimia :
a. Tidak mengandung zat organik
b. Tidak beracun
Syarat bakteriologis :
Tidak mengandung bakteri–bakteri, terutama bakteri yang pathogen.
Tabel 4.4 Kebutuhun Air Konsumsi dan Sanitasi
No. Keterangan Kebutuhan (kg/hari)
1 Air untuk karyawan kantor 7.500
2 Air untuk laboratorium 1.400
3 Kantin 3.000
4 Air untuk kebersihan, taman, dll 1.190
5 Air poliklinik 400
Total 13.490
Total kebutuhan air untuk konsumsi dan sanitasi = 13.490 kg/hari
= 562,083 kg/jam
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
84 Prarancangan Pabrik Asam Sulfat dengan Proses Kontak Absorpsi Ganda Kapasitas 100.000 Ton/Tahun
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Tabel 4.5 Kebutuhan Total Air Sungai
Komponen Jumlah kebutuhan
kg/jam m3/jam
Air proses
Make up air pendingin
Air umpan WHB dan EK
Air konsumsi dan sanitasi
2.042,62
37.030
10.180
562,08
2,05
37,19
10,22
0,56
Total 49.814,70 50,03
Jumlah kebutuhan air keseluruhan = 49.814,70 kg/jam
Untuk keperluan keamanan dalam ketersediaan air, diambil over design = 20%
Maka Total Kebutuhan air sungai sebesar 59.777,64 kg/jam
4.1.1.4 Pengolahan Air dari Sungai Brantas
Skema pengolahan air sungai adalah sebagai berikut :
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
86
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4.1.2 Unit Pengadaan Udara Tekan
Kebutuhan udara tekan untuk prarancangan pabrik asam sulfat ini
diperkirakan sebesar 50 m3/jam, tekanan 100 psi dan suhu 35oC. Alat untuk
menyediakan udara tekan berupa kompresor yang dilengkapi dengan dryer yang
berisi silica gel untuk menyerap kandungan air sampai maksimal 84 ppm.
Spesifikasi kompresor yang dibutuhkan :
Kode : KU-01
Fungsi : Memenuhi kebutuhan udara tekan
Jenis : Single Stage Reciprocating Compressor
Jumlah : 1 buah
Kapasitas : 50 m3/jam
Tekanan suction : 14,7 psi (1 atm)
Tekanan discharge : 100 psi (6,8 atm)
Suhu udara : 35 oC
Efisiensi : 80 %
Daya kompresor : 7 1/2 HP
4.1.3 Unit Pengadaan Listrik
Kebutuhan tenaga listrik di pabrik asam sulfat ini dipenuhi oleh PLN dan
generator pabrik. Hal ini bertujuan agar pasokan tenaga listrik dapat berlangsung
kontinyu meskipun ada gangguan pasokan dari PLN. Generator yang digunakan
adalah generator arus bolak - balik dengan pertimbangan :
a. Tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar
b. Tegangan dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
87
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari :
1. Listrik untuk keperluan proses dan utilitas
2. Listrik untuk penerangan
3. Listrik untuk AC
4. Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi
5. Listrik untuk alat-alat elektronik
Besarnya kebutuhan listrik masing–masing keperluan di atas dapat
diperkirakan sebagai berikut :
4.1.3.1 Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas
Kebutuhan listrik untuk keperluan proses dan keperluan pengolahan air
dapat dilihat pada Tabel 4.6
Tabel 4.6 Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas
Nama Alat Jumlah HP Total HP
P-01 1 0,83 0,83
P-02 1 1,75 1,75
P-03 1 12,5 12,5
P-04 1 1,25 1,25
P-05 1 0,417 0,417
P-06 1 1,75 1,75
P-07 1 45 45
P-08 1 1,75 1,75
BL-01 1 40 40
Pengaduk M-01 1 18 18
Pengaduk TP-01 1 35 35
Pengaduk TP-02 1 6 6
BC-01 1 0,5 0,5
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
88
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Nama Alat Jumlah HP Total HP
PU-01 1 8 8
PU-02 1 5 5
PU-03 1 12,50 12,5
PU-04 1 3,5 3,5
PU-05 1 0,29 0,29
PU-06 1 2,5 2,5
PU-07 1 2,5 2,5
PU-08 1 12,5 12,5
PU-09 1 1,25 1,25
PU-10 1 5 5
PU-11 1 1,25 1,25
PU-12 1 1,75 1,75
PU-13 1 25 25
PU-14 1 1,75 1,75
PU-15 1 1,25 1,25
PU-16 1 0,75 0,75
PU-17 1 0,75 0,75
TF-01 1 75 75
CT-01 1 20 20
KU-01 1 7 1/2 7,5
Jumlah 352,292
Jadi jumlah listrik yang dikonsumsi untuk keperluan proses dan utilitas
sebesar 352,292 HP. Diperkirakan kebutuhan listrik untuk alat yang tidak
terdiskripsikan sebesar ± 20 % dari total kebutuhan. Maka total kebutuhan listrik
adalah 422,75 HP atau sebesar 315,245 kW.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
89
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4.1.3.2 Listrik untuk Penerangan
Untuk menentukan besarnya tenaga listrik digunakan persamaan :
DUFa
L..
dengan :
L : Lumen per outlet
a : Luas area, ft2
F : foot candle yang diperlukan (Tabel 13 Perry 6th ed)
U : Koefisien utilitas (Tabel 16 Perry 6th ed)
D : Efisiensi lampu (Tabel 16 Perry 6th ed)
Tabel 4.7 Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan
Bangunan Luas, m2 Luas, ft2 F U D F/U.D
Pos keamanan 45 484,36 20 0,42 0,75 63,49
Parkir 600 6.458,19 10 0,49 0,75 27,21
Masjid 400 4.305,46 20 0,55 0,75 48,48
Kantin 340 3.659,64 20 0,51 0,75 52,29
Kantor 2.000 21.527,30 35 0,6 0,75 77,78
Perpustakaan &
Diklat
480 5.166,55 20 0,6 0,75 44,44
Poliklinik 480 5.166,55 30 0,56 0,75 71,43
Ruang kontrol 175 1.883,64 40 0,56 0,75 95,24
Laboratorium 450 4.843,64 40 0,56 0,75 95,24
Proses dan storage 2.400 25.832,76 30 0,59 0,75 67,80
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
90
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Bangunan Luas, m2 Luas, ft2 F U D F/U.D
Utilitas 2.000 21.527,30 10 0,59 0,75 22,60
Ruang generator 400 4.305,46 10 0,51 0,75 26,14
Bengkel 600 6.458,19 40 0,51 0,75 104,58
Garasi 500 5.381,82 10 0,51 0,75 26,14
Gudang 400 4.305,46 10 0,51 0,75 26,14
Pemadam 400 4.305,46 20 0,51 0,75 52,29
Jalan dan taman 2.000 21527,30 5 0,55 0,75 12,12
Jumlah 16.070 172.971,83
Jumlah lumen :
untuk penerangan dalam ruangan = 7.024.469,762 lumen
untuk penerangan bagian luar ruangan = 563.074,442 lumen
Untuk semua area dalam bangunan direncanakan menggunakan lampu fluorescent
40 Watt dimana satu buah lampu instant starting daylight 40 W mempunyai 1.920
lumen (Tabel 18 Perry 6th ed.).
Jadi jumlah lampu dalam ruangan = 7.024.469,762 / 1.920
= 3.659 buah
Untuk penerangan bagian luar ruangan digunakan lampu mercury 100 Watt,
dimana lumen output tiap lampu adalah 3.000 lumen (Perry 6th ed., 1994).
Jadi jumlah lampu luar ruangan = 563.074,442 / 3.000
= 188 buah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
91
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Total daya penerangan = ( 40 W x 3.659 + 100 W x 188 )
= 165.112,268 W
= 165,112 kW
4.1.3.3 Listrik untuk AC
Diperkirakan jumlah AC yang dibutuhkan sebanyak 50 unit dengan daya
300 Watt tiap unit.
Total daya AC = 50 x 300 Watt
= 15.000 Watt
= 15 kW
4.1.3.4 Listrik untuk Laboratorium dan Instrumentasi
Diperkirakan menggunakan tenaga listrik sebesar 10.000 Watt atau 10 kW.
Tabel 4.8 Total Kebutuhan Listrik Pabrik
No. Kebutuhan Listrik Tenaga listrik, kW
1.
2.
3.
4.
Listrik untuk keperluan proses dan utilitas
Listrik untuk keperluan penerangan
Listrik untuk AC
Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi
315,245
165,112
15
10
Total 505,357
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
92
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Generator yang digunakan sebagai cadangan sumber listrik mempunyai
efisiensi 80%, sehingga generator yang disiapkan harus mempunyai output
sebesar 631,696 kW.
Dipilih menggunakan generator dengan daya 1000 kW, sehingga masih
tersedia cadangan daya sebesar 368,304 kW.
Spesifikasi generator yang diperlukan :
Jenis : AC generator
Jumlah : 1 buah
Kapasitas / Tegangan : 1000 kW ; 220/360 Volt
Efisiensi : 80 %
Bahan bakar : IDO
4.1.4 Unit Pengadaan Bahan Bakar
Unit pengadaan bahan bakar mempunyai tugas untuk memenuhi
kebutuhan bahan bakar generator. Jenis bahan bakar yang digunakan adalah IDO
(Industrial Diesel Oil) untuk generator. IDO diperoleh dari Pertamina dan
distributornya. Pemilihan IDO sebagai bahan bakar didasarkan pada alasan :
1. Mudah didapat
2. Lebih ekonomis
3. Mudah dalam penyimpanan
Bahan bakar IDO yang digunakan mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
Specific gravity : 0,8104
Heating Value : 16.767,247 Btu/lb
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
93
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Efisiensi bahan bakar : 80%
Densitas : 50,5665 lb/ft3
Kebutuhan bahan bakar untuk generator
Bahan bakar =h . . effalat Kapasitas
Kapasitas generator = 1000 kW
= 3.412.154,09 Btu/jam
Kebutuhan bahan bakar = 142,35 L/jam
4.2 Laboratorium
Laboratorium memiliki peranan sangat besar di dalam suatu pabrik untuk
memperoleh data-data yang diperlukan. Data-data tersebut digunakan untuk
evaluasi unit - unit yang ada, menentukan tingkat efisiensi, dan untuk
pengendalian mutu.
Pengendalian mutu atau pengawasan mutu di dalam suatu pabrik
dilakukan untuk mengendalikan mutu produk yang dihasilkan agar sesuai dengan
standar yang ditentukan. Pengendalian mutu dilakukan mulai bahan baku, saat
proses berlangsung, dan pada hasil atau produk.
Pengendalian rutin dilakukan untuk menjaga kualitas dari bahan baku dan
produk yang dihasilkan sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Dengan
pemeriksaan secara rutin juga dapat diketahui apakah proses berjalan normal atau
menyimpang. Jika diketahui analisa produk tidak sesuai dengan yang diharapkan
maka dengan mudah dapat diketahui atau diatasi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
94
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Laboratorium berada di bawah bidang teknik dan perekayasaan yang
mempunyai tugas pokok antara lain :
1. Sebagai pengontrol kualitas bahan baku dan pengontrol kualitas produk
2. Sebagai pengontrol terhadap proses produksi
3. Sebagai pengontrol terhadap mutu air pendingin dan yang berkaitan langsung
dengan proses produksi
Laboratorium melaksanakan kerja 24 jam sehari dalam kelompok kerja
shift dan non-shift.
1. Kelompok shift
Kelompok ini melaksanakan tugas pemantauan dan analisa - analisa rutin
terhadap proses produksi. Dalam melaksanakan tugasnya, kelompok ini
menggunakan sistem bergilir, yaitu sistem kerja shift selama 24 jam dengan
dibagi menjadi 3 shift. Masing - masing shift bekerja selama 8 jam.
2. Kelompok non-shift
Kelompok ini mempunyai tugas melakukan analisa khusus yaitu analisa yang
sifatnya tidak rutin dan menyediakan reagen kimia yang diperlukan di
laboratorium. Dalam rangka membantu kelancaran pekerjaan kelompok shift,
kelompok ini melaksanakan tugasnya di laboratorium utama dengan tugas
antara lain :
a. Menyediakan reagen kimia untuk analisa laboratorium
b. Melakukan analisa bahan pembuangan penyebab polusi
c. Melakukan penelitian atau percobaan untuk membantu kelancaran
produksi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
95
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Dalam menjalankan tugasnya, bagian laboratorium dibagi menjadi :
1. Laboratorium fisik
2. Laboratorium analitik
3. Laboratorium penelitian dan pengembangan
4.2.1 Laboratorium Fisik
Bagian ini bertugas mengadakan pemeriksaan atau pengamatan terhadap
sifat-sifat bahan baku, produk, dan air yang meliputi air baku, air pendingin, dan
air limbah. Pengamatan yang dilakukan meliputi specific gravity, viskositas, dan
kandungan air.
4.2.2 Laboratorium Analitik
Bagian ini mengadakan pemeriksaan terhadap bahan baku dan produk
mengenai sifat-sifat kimianya.
Analisa yang dilakukan, yaitu :
a. Analisa komposisi bahan baku
b. Analisa komposisi produk utama
c. Analisa air
- Air proses
- Air umpan waste heat boiler dan economizer
- Air pendingin
- Air konsumsi umum dan sanitasi
- Air limbah
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
96
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan
Bagian ini bertujuan untuk mengadakan penelitian, misalnya :
a. diversifikasi produk
b. perlindungan terhadap lingkungan
Disamping mengadakan penelitian rutin, laboratorium ini juga
mengadakan penelitian yang sifatnya non rutin, misalnya penelitian terhadap
produk di unit tertentu yang tidak biasanya dilakukan penelitian guna
mendapatkan alternatif lain terhadap penggunaan bahan baku.
4.2.4 Prosedur Analisa Bahan Baku dan Produk Utama
Analisa produk utama asam sulfat salah satunya analisa kepekatan asam
sulfat. Prinsip dari analisa kepekatan asam sulfat yaitu sampel asam sulfat
diencerkan dengan air kemudian dititrasi dengan larutan NaOH. Cara
mengerjakannya yaitu menimbang 10 gram sampel dan memasukkan ke dalam
gelas ukur yang berisi air 200 ml. Memindahkan air pencucian ini ke dalam gelas
beaker lain, lalu menambahkan aquadest sampai volumenya 500 ml, mengambil
25 ml sampel dari gelas beaker di atas, menambahkan beberapa tetes indikator dan
titrasikan dengan larutan NaOH 0,5 N sampai terjadi perubahan warna. Mencatat
volume NaOH yang dibutuhkan.
Kadar H2SO4 dalam produk asam sulfat didapatkan di bawah ini:
Ka = V x f x 0,02452 x 100 x 100 %
W x 25/500
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
97
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
dengan :
Ka(%) : H2SO4 content
V (ml) : volume larutan NaOH 0,5 N
0,02452 (g) : massa H2S04 ekivalen dengan 1 ml 0,5 N larutan NaOH
F : faktor titrasi larutan NaOH 0,5 N
W (g) : massa sampel asam sulfat
4.2.5 Prosedur Analisa Proses
Analisa proses menggunakan kromatografi gas yaitu dengan cara,
mengambil sampel gas sulfur dioksida dan sulfur trioksida secukupnya kemudian
dianalisa langsung menggunakan kromatografi gas. Prinsip kerja dari
kromatografi gas yaitu :
1. Gas pembawa dialirkan dari tangki bertekanan tinggi melalui alat pengatur
tekanan yang dapat menentukan kecepatan aliran gas pembawa yang akan
mengalir ke komponen yang lain.
2. Sampel yang berupa gas dialirkan ke dalam kolom.
3. Pada kolom, campuran zat penyusun mengalami pemisahan proses partisi
melalui detektor yang mengirimkan signal ke recorder setelah mengalami
amplifikasi.
4. Sampel yang berupa gas dimasukkan ke injektor melalui katup.
5. Di dalam injector, sampel mengalir dengan gas pembawa masuk kedalam
kolom.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
98
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Dengan alat ini dapat ditentukan komposisi produk di proses, apakah sudah
memenuhi kriteria sebagai produk atau belum.
4.2.6 Prosedur Analisa Air
Air yang dianalisis antara lain:
1. Air proses
2. Air umpan waste heat boiler dan economizer
3. Air konsumsi umum dan sanitasi
Parameter yang diuji antara lain warna, pH, kandungan klorin, tingkat
kekeruhan, total kesadahan, jumlah padatan, total alkalinitas, sulfat, silika, dan
konduktivitas air.
Alat-alat yang digunakan dalam laboratorium analisa air ini antara lain:
1. pH meter, digunakan untuk mengetahui tingkat keasaman/kebasaan air.
2. Spektrofotometer, digunakan untuk mengetahui konsentrasi suatu senyawa
terlarut dalam air.
3. Spectroscopy, digunakan untuk mengetahui kadar silika, sulfat, hidrazin,
turbiditas, kadar fosfat, dan kadar sulfat.
4. Peralatan titrasi, untuk mengetahui jumlah kandungan klorida, kesadahan
dan alkalinitas.
5. Conductivity meter, untuk mengetahui konduktivitas suatu zat yang terlarut
dalam air.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
99
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Air umpan waste heat boiler dan economizer yang dihasilkan unit
demineralisasi juga diuji oleh laboratorium ini. Parameter yang diuji antara lain
pH, konduktivitas dan kandungan silikat (SiO2), kandungan Mg2+, Ca2+.
4.3 Unit Pengolahan Limbah
Fasilitas pengolahan limbah didesain untuk mengolah berbagai buangan
dari proses produksi agar tidak membahayakan lingkungan di sekitar pabrik.
Secara umum komponen usaha/kegiatan yang berpotensi menimbulkan limbah
berasal dari kegiatan:
a. Pengadaan bahan baku (incoming raw material)
b. Proses produksi
c. Penanganan dan pengemasan produk jadi:
d. Kegiatan domestik
e. Kegiatan laboratorium
Dari komponen usaha/kegiatan di atas, perkiraan dampak yang terjadi
terhadap lingkungan adalah berupa limbah/pencemaran sebagai berikut :
a. Limbah Cair, berasal dari:
1. Sisa-sisa (tetesan/ tumpahan) asam sulfat pada saat penanganan/
pengisian produk ke dalam kemasan; dapat berupa jerigen, drum
plastik, atau mobil tangki.
2. Kebocoran-keboran pipa aliran asam sulfat yang mungkin terjadi.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
100
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Dampak yang diperkirakan akan terjadi adalah penuruan kualitas air
badan penerima akibat limbah cair yang mengandung asam sehingga pH-
nya lebih kecil dari 6, terutama di dalam pagar tembok lingkungan pabrik.
b. Limbah Padat, berasal dari :
1. Impuritas/ kotoran sulfur
2. Limbah kegiatan domestik
c. Limbah Gas, Bau dan Debu, berasal dari :
1. Gas yang dikeluarkan/dibuang dari cerobong berupa udara sisa proses
produksi yang masih terbawa gas SOx.
2. Kebocoran – kebocoran pipa gas SOx yang mungkin terjadi
3. Debu sulfur yang tertiup angin pada saat dicurahkan di sekitar tempat
peleburan sulfur dan gudang penyimpanan sulfur.
Dampak yang diperkirakan akan terjadi adalah menurunnya
kualitas udara, terutama di dalam lingkungan kerja sekitar pabrik akibat
dari kegiatan/sumber dampak di atas.
d. Kebisingan, berasal dari pemakaian generator, jika listrik PLN mati.
Upaya pengelolaan lingkungan adalah
1. Pengelolaan Limbah Cair
Pengelolaan limbah yang telah dilakukan adalah dengan
mengalokalisir dan mengarahkan semua saluran yang diperkirakan
mengandung limbah cair ke saluran utama yang menuju ke Unit Pengolahan
Limbah.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
101
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
Dalam pengalirannya ke Unit Pengolahan Limbah, air limbah tersebut
dinetralisir dengan kapur. Di samping itu pH air buangan sebagai indikator
pencemaran dimonitor dengan alat pH control yang dilengkapi dosing pump
dengan penetral soda kaustik (NaOH), sehingga didalam proses
pengalirannya akan mengalami pengendapan (sedimentasi).
Air buangan tersebut tidak langsung dibuang, tetapi masih ditampung
dan dikelola secara batch di Unit Pengelolaan Limbah untuk diperiksa
kembali dan akan dinetralisasi kembali dengan kapur sehinggga benar-benar
sudah memenuhi persyaratan baku mutu limbah cair.
Adanya pagar tembok tertutup di sekeliling pabrik sehingga tidak ada
aliran yang langsung keluar dari lingkungan pabrik. Sesegera mungkin
menangani kebocoran - kebocoran asam sulfat yang terjadi, baik yang terjadi
pada piping atau peralatan proses. Diusahakan memakai kualitas kemasan
yang cukup aman dan terjamin, serta tidak memakai kemasan bekas bahan
kimia berbahaya dan beracun.
Tanaman rawa/alami dan satwa air yang ada di sekeliling pabrik tetap
dibiarkan, dan dapat dipakai sebagai indikator pencemaran. Bagian terpenting
adalah upaya - upaya peningkatan kompetensi sumber daya manusia
(operator).
2. Pengelolaan Limbah Padat
Limbah padat yang berasal dari limbah domestik dan impuritas sulfur
umumnya dikumpulkan dan dialokasikan pada bak/tempat penampungan
khusus sementara yang kemudian secara periodik akan dibuang ke tempat
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
102
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
pembuangan akhir (TPA). Sisa kemasan plastik bekas dan jerigen pecah
dikumpulkan pada satu tempat, kemudian dapat dijual kepada pengumpul.
3. Pengelolaan Limbah Gas dan Bau
Cerobong gas buang sengaja dibuat tinggi (± 42 m), untuk
mempermudah dan mempercepat proses penguraian gas di udara.
Pengambilan dan pemeriksaan sampling emisi gas buangan di port sampling
di cerobong gas buang atau menara absorber setiap bulan. Kebocoran -
kebocoran pada saluran/pipa gas ditanggulangi sedini mungkin dengan
mengadakan perbaikan/penggantian. Jika terjadi keadaan darurat dalam proses
produksi, proses segera dimatikan dan dilakukan pencarian/analisa setiap
bagian-bagian dari sistem proses tersebut untuk mendapatkan faktor - faktor
yang mempengaruh/menyebabkan kegagalan sistem proses.
4. Pengelolaan Limbah Kebisingan dan Debu
Untuk mengatasi kebisingan dan debu maka dilakukan usaha-usaha
sebagai berikut:
a. Mengisolir sumber bising dengan tembok
b. Mengadakan penghijauan dan tanaman pelindung di sekeliling pabrik
dan daerah-daerah tertentu, sehingga dapat mengurangi debu yang
berterbangan dan meredam bunyi kebisingan pabrik.
5. Pengelolaan Air Buangan dari Laboratorium Uji
Air buangan dari laboratorium tidak sembarangan dibuang. Untuk
parameter-parameter pengujian tertentu, dimana dihasilkan air buangan yang
berpotensi limbah B3, maka pengelolaannya air buangan tersebut ditampung
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
103
Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium
sementara. Kemudian diusahakan untuk dinetralisir/dikelola lebih lanjut
sebelum dibuang.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
104
Bab V Manajemen Perusahaan
BAB V
MANAJEMEN PERUSAHAAN
5.1 Bentuk Perusahaan
Pabrik asam sulfat yang akan didirikan, direncanakan mempunyai:
Bentuk : Perseroan Terbatas (PT)
Lapangan Usaha : Industri asam sulfat
Lokasi Perusahaan : Gresik, Jawa Timur
Alasan dipilihnya bentuk perusahaan ini didasarkan atas beberapa faktor,
antara lain :
1. Mudah untuk mendapatkan modal, yaitu dengan menjual saham perusahaan.
2. Tanggung jawab pemegang saham terbatas, sehingga kelancaran produksi
hanya dipegang oleh pimpinan perusahaan.
3. Pemilik dan pengurus perusahaan terpisah satu sama lain, pemilik perusahaan
adalah para pemegang saham dan pengurus perusahaan adalah direksi beserta
stafnya yang diawasi oleh dewan komisaris.
4. Kelangsungan perusahaan lebih terjamin, karena tidak berpengaruh dengan
berhentinya pemegang saham, direksi beserta stafnya atau karyawan
perusahaan.
5. Efisiensi dari manajemen
Para pemegang saham dapat memilih orang yang ahli sebagai dewan
komisaris dan direktur utama yang cukup cakap dan berpengalaman.
104
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
105
Bab V Manajemen Perusahaan
6. Lapangan usaha lebih luas
Suatu Perseroan Terbatas dapat menarik modal yang sangat besar dari
masyarakat, sehingga dengan modal ini PT dapat memperluas usaha.
(Widjaja, 2003)
Ciri-ciri Perseroan Terbatas :
1. Perseroan Terbatas didirikan dengan akta dari notaris dengan berdasarkan
Kitab Undang-Undang Hukum Dagang.
2. Besarnya modal ditentukan dalam akta pendirian dan terdiri dari saham-
sahamnya.
3. Pemiliknya adalah para pemegang saham.
4. Perseroan Terbatas dipimpin oleh suatu direksi yang terdiri dari para
pemegang saham.
Pembinaan personalia sepenuhnya diserahkan kepada direksi dengan
memperhatikan hukum - hukum perburuhan.
5.2 Struktur Organisasi
Struktur organisasi merupakan salah satu faktor penting yang dapat
menunjang kelangsungan dan kemajuan perusahaan, karena berhubungan dengan
komunikasi yang terjadi dalam perusahaan demi tercapainya kerjasama yang baik
antar karyawan. Untuk mendapatkan sistem organisasi yang baik maka perlu
diperhatikan beberapa azas yang dapat dijadikan pedoman, antara lain:
a. Perumusan tujuan perusahaan dengan jelas
b. Tujuan organisasi harus dipahami oleh setiap orang dalam organisasi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
106
Bab V Manajemen Perusahaan
c. Tujuan organisasi harus diterima oleh setiap orang dalam organisasi
d. Adanya kesatuan arah (unity of direction)
e. Adanya kesatuan perintah ( unity of command )
f. Adanya keseimbangan antara wewenang dan tanggung jawab
g. Adanya pembagian tugas (distribution of work)
h. Adanya koordinasi
i. Struktur organisasi disusun sederhana
j. Pola dasar organisasi harus relatif permanen
k. Adanya jaminan jabatan (unity of tenure)
l. Balas jasa yang diberikan kepada setiap orang harus setimpal dengan jasanya
m. Penempatan orang harus sesuai keahliannya
(Zamani, 1998)
Dengan berpedoman pada azas tersebut maka diperoleh struktur organisasi
yang baik yaitu Sistem Line and Staff. Pada sistem ini garis kekuasaan lebih
sederhana dan praktis. Demikian pula dalam pembagian tugas kerja seperti yang
terdapat dalam sistem organisasi fungsional, sehingga seorang karyawan hanya
akan bertanggung jawab pada seorang atasan saja.
Untuk kelancaran produksi, perlu dibentuk staf ahli yang terdiri dari orang
- orang yang ahli di bidangnya. Bantuan pikiran dan nasehat akan diberikan oleh
staf ahli kepada tingkat pengawas demi tercapainya tujuan perusahaan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
107
Bab V Manajemen Perusahaan
Ada 2 kelompok orang yang berpengaruh dalam menjalankan organisasi
garis dan staf ini, yaitu :
1. Sebagai garis atau lini yaitu orang-orang yang melaksanakan tugas pokok
organisasi dalam rangka mencapai tujuan.
2. Sebagai staf yaitu orang-orang yang melakukan tugas sesuai dengan
keahliannya dalam hal ini berfungsi untuk memberi saran-saran kepada unit
operasional.
(Zamani, 1998)
Dewan komisaris mewakili para pemegang saham (pemilik perusahaan)
dalam pelaksanaan tugas sehari-harinya. Tugas untuk menjalankan perusahaan
dilaksanakan oleh seorang direktur utama yang dibantu oleh direktur produksi dan
direktur keuangan-umum. direktur produksi membawahi bidang produksi dan
teknik, sedangkan direktur keuangan dan umum membawahi bidang pemasaran,
keuangan, dan bagian umum. Kedua direktur ini membawahi beberapa kepala
bagian yang akan bertanggung jawab atas bagian dalam perusahaan, sebagai
bagian dari pendelegasian wewenang dan tanggung jawab.
Masing-masing kepala bagian akan membawahi beberapa seksi dan
masing - masing seksi akan membawahi dan mengawasi para karyawan
perusahaan pada masing-masing bidangnya. Karyawan perusahaan akan dibagi
dalam beberapa kelompok regu yang dipimpin oleh seorang kepala regu dimana
setiap kepala regu akan bertanggung jawab kepada pengawas masing-masing
seksi (Widjaja, 2003).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
108
Bab V Manajemen Perusahaan
Manfaat adanya struktur organisasi adalah sebagai berikut :
a. Menjelaskan, membagi, dan membatasi pelaksanaan tugas dan tanggung
jawab setiap orang yang terlibat di dalamnya
b. Penempatan tenaga kerja yang tepat
c. Pengawasan, evaluasi dan pengembangan perusahaan serta manajemen
perusahaan yang lebih efisien.
d. Penyusunan program pengembangan manajemen
e. Menentukan pelatihan yang diperlukan untuk pejabat yang sudah ada
f. Mengatur kembali langkah kerja dan prosedur kerja yang berlaku bila tebukti
kurang lancar.
Struktur organisasi pabrik asam sulfat disajikan pada Gambar 5.1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
109
Bab V Manajemen Perusahaan
Kasi pengendalian
Kasi Laboratorium
Kasi Utilitas
Kasi Pemeliharaan
Kasi Keuangan
Kasi AdministrasiKeuangan
Kasi Humas
Kasi Personalia
Kasi Safety & Lingkungan
Staff LITBANG
Kasi Keamanan
Kasi Proses
Kasi Pembelian
Kasi Pemasaran
Kasi Penjualan
Gam
bar
5.1
Str
uktu
r O
rgan
isas
i Pa
brik
Asa
m S
ulfa
t
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
110
Bab V Manajemen Perusahaan
5.3 Tugas dan Wewenang
5.3.1 Pemegang Saham
Pemegang saham adalah beberapa orang yang mengumpulkan modal
untuk kepentingan pendirian dan berjalannya operasi perusahaan tersebut.
Kekuasaan tertinggi pada perusahaan yang mempunyai bentuk PT. (Perseroan
Terbatas) adalah Rapat Umum Pemegang Saham (RUPS).
Pada RUPS tersebut, para pemegang saham berwenang :
1. Mengangkat dan memberhentikan dewan komisaris
2. Mengangkat dan memberhentikan direktur
3. Mengesahkan hasil-hasil usaha serta neraca perhitungan untung rugi tahunan
dari perusahaan.
(Widjaja, 2003)
5.3.2 Dewan Komisaris
Dewan komisaris merupakan pelaksana tugas sehari-hari dari pemilik
saham sehingga dewan komisaris akan bertanggung jawab kepada pemilik saham.
Tugas-tugas dewan komisaris meliputi :
1. Menilai dan menyetujui rencana direksi tentang kebijakan umum, target
perusahaan, alokasi sumber-sumber dana dan pengarahan pemasaran
2. Mengawasi tugas-tugas direksi
3. Membantu direksi dalam tugas-tugas penting
(Widjaja, 2003)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
111
Bab V Manajemen Perusahaan
5.3.3 Dewan Direksi
Direktur utama merupakan pimpinan tertinggi dalam perusahaan dan
bertanggung jawab sepenuhnya terhadap maju mundurnya perusahaan. Direktur
utama bertanggung jawab kepada dewan komisaris atas segala tindakan dan
kebijakan yang telah diambil sebagai pimpinan perusahaan. Direktur utama
membawahi direktur produksi dan direktur keuangan-umum.
Tugas direktur umum antara lain :
1. Melaksanakan kebijakan perusahaan dan mempertanggung jawabkan
pekerjaannya secara berkala atau pada masa akhir pekerjaannya pada
pemegang saham.
2. Menjaga kestabilan organisasi perusahaan dan membuat kelangsungan
hubungan yang baik antara pemilik saham, pimpinan, karyawan, dan
konsumen.
3. Mengangkat dan memberhentikan kepala bagian dengan persetujuan rapat
pemegang saham.
4. Mengkoordinir kerja sama antara bagian produksi (direktur produksi) dan
bagian keuangan dan umum (direktur keuangan dan umum).
Tugas dari direktur produksi antara lain :
1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang produksi, teknik, dan
rekayasa produksi.
2. Mengkoordinir, mengatur, serta mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala -
kepala bagian yang menjadi bawahannya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
112
Bab V Manajemen Perusahaan
Tugas dari direktur keuangan antara lain:
1. Bertanggung jawab kepada direktur utama dalam bidang pemasaran,
keuangan, dan pelayanan umum.
2. Mengkoordinir, mengatur, dan mengawasi pelaksanaan pekerjaan kepala -
kepala bagian yang menjadi bawahannya.
5.3.4 Staf Ahli
Staf ahli terdiri dari tenaga-tenaga ahli yang bertugas membantu direktur
dalam menjalankan tugasnya, baik yang berhubungan dengan teknik maupun
administrasi. Staf ahli bertanggung jawab kepada direktur utama sesuai dengan
bidang keahlian masing-masing.
Tugas dan wewenang staf ahli meliputi :
1. Mengadakan evaluasi bidang teknik dan ekonomi perusahaan.
2. Memberi masukan-masukan dalam perencanaan dan pengembangan
perusahaan.
3. Memberi saran-saran dalam bidang hukum.
5.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang)
Litbang terdiri dari tenaga-tenaga ahli sebagai pembantu direksi dan
bertanggung jawab kepada direksi. Litbang membawahi 2 departemen, yaitu
Departemen Penelitian dan Departemen Pengembangan.
Tugas dan wewenangnya meliputi :
a. Memperbaiki mutu produksi
b. Memperbaiki dan melakukan inovasi terhadap proses produksi
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
113
Bab V Manajemen Perusahaan
c. Meningkatkan efisiensi perusahaan di berbagai bidang
5.3.6 Kepala Bagian
Secara umum tugas kepala bagian adalah mengkoordinir, mengatur, dan
mengawasi pelaksanaan pekerjaan dalam lingkungan bagiannya sesuai dengan
garis wewenang yang diberikan oleh pimpinan perusahaan. Kepala bagian dapat
juga bertindak sebagai staf direktur. Kepala bagian bertanggung jawab kepada
direktur utama (Zamani, 1998).
Kepala bagian terdiri dari:
1. Kepala Bagian Produksi
Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang mutu dan
kelancaran produksi serta mengkoordinir kepala-kepala seksi yang menjadi
bawahannya. Kepala bagian produksi membawahi seksi proses, seksi
pengendalian, dan seksi laboratorium.
Tugas seksi proses antara lain :
a. Mengawasi jalannya proses produksi
b. Menjalankan tindakan seperlunya terhadap kejadian-kejadian yang tidak
diharapkan sebelum diambil oleh seksi yang berwenang.
Tugas seksi pengendalian adalah menangani hal - hal yang dapat mengancam
keselamatan pekerja dan mengurangi potensi bahaya yang ada.
Tugas seksi laboratorium, antara lain:
a. Mengawasi dan menganalisa mutu bahan baku dan bahan pembantu
b. Mengawasi dan menganalisa mutu produksi
c. Mengawasi hal-hal yang berhubungan dengan buangan pabrik
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
114
Bab V Manajemen Perusahaan
d. Membuat laporan berkala kepada kepala bagian produksi.
2. Kepala Bagian Teknik
Tugas kepala bagian teknik, antara lain:
a. Bertanggung jawab kepada direktur produksi dalam bidang peralatan dan
utilitas
b. Mengkoordinir kepala-kepala seksi yang menjadi bawahannya
Kepala bagian teknik membawahi seksi pemeliharaan, seksi utilitas, dan
seksi keselamatan kerja-penanggulangan kebakaran.
Tugas seksi pemeliharaan, antara lain :
a. Melaksanakan pemeliharaan fasilitas gedung dan peralatan pabrik
b. Memperbaiki kerusakan peralatan pabrik
Tugas seksi utilitas, antara lain melaksanakan dan mengatur sarana utilitas
untuk memenuhi kebutuhan proses, air, dan tenaga listrik.
Tugas seksi keselamatan kerja antara lain :
a. Mengatur, menyediakan, dan mengawasi hal-hal yang berhubungan
dengan keselamatan kerja
b. Melindungi pabrik dari bahaya kebakaran
3. Kepala Bagian Keuangan
Kepala bagian keuangan ini bertanggung jawab kepada direktur keuangan
dan umum dalam bidang administrasi dan keuangan dan membawahi 2 seksi,
yaitu seksi administrasi dan seksi keuangan.
Tugas seksi administrasi adalah menyelenggarakan pencatatan utang piutang,
administrasi persediaan kantor dan pembukuan, serta masalah perpajakan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
115
Bab V Manajemen Perusahaan
Tugas seksi keuangan antara lain :
a. Menghitung penggunaan uang perusahaan, mengamankan uang, dan
membuat ramalan tentang keuangan masa depan
b. Mengadakan perhitungan tentang gaji dan insentif karyawan
4. Kepala Bagian Pemasaran
Bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang
bahan baku dan pemasaran hasil produksi, serta membawahi 2 seksi yaitu
seksi pembelian dan seksi pemasaran.
Tugas seksi pembelian, antara lain :
a. Melaksanakan pembelian barang dan peralatan yang dibutuhkan
perusahaan dalam kaitannya dengan proses produksi
b. Mengetahui harga pasar dan mutu bahan baku serta mengatur keluar
masuknya bahan dan alat dari gudang.
Tugas seksi pemasaran, antara lain :
a. Merencanakan strategi penjualan hasil produksi
b. Mengatur distribusi hasil produksi
5. Kepala Bagian Umum
Bertanggung jawab kepada direktur keuangan dan umum dalam bidang
personalia, hubungan masyarakat, dan keamanan serta mengkoordinir kepala-
kepala seksi yang menjadi bawahannya. Kepala bagian ini membawahi seksi
personalia, seksi humas, dan seksi keamanan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
116
Bab V Manajemen Perusahaan
Seksi personalia bertugas :
a. Membina tenaga kerja dan menciptakan suasana kerja yang sebaik
mungkin antara pekerja, pekerjaan, dan lingkungannya supaya tidak terjadi
pemborosan waktu dan biaya.
b. Mengusahakan disiplin kerja yang tinggi dalam menciptakan kondisi kerja
yang tenang dan dinamis.
c. Melaksanakan hal-hal yang berhubungan dengan kesejahteraan karyawan.
Seksi humas bertugas mengatur hubungan antara perusahaan dengan
masyarakat di luar lingkungan perusahaan.
Seksi keamanan bertugas :
a. Mengawasi keluar masuknya orang-orang baik karyawan maupun bukan
karyawan di lingkungan pabrik.
b. Menjaga semua bangunan pabrik dan fasilitas perusahaan
c. Menjaga dan memelihara kerahasiaan yang berhubungan dengan intern
perusahaan.
5.3.7 Kepala Seksi
Kepala seksi adalah pelaksana pekerjaan dalam lingkungan bagiannya
sesuai dengan rencana yang telah diatur oleh kepala bagian masing-masing agar
diperoleh hasil yang maksimum dan efektif selama berlangsungnya proses
produksi. Setiap kepala seksi bertanggung jawab kepada kepala bagian masing-
masing sesuai dengan seksinya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
117
Bab V Manajemen Perusahaan
5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan
Pabrik asam sulfat ini direncanakan beroperasi 330 hari dalam 1 tahun dan
24 jam perhari. Sisa hari yang bukan hari libur digunakan untuk perbaikan,
perawatan dan shut down. Sedangkan pembagian jam kerja karyawan dibagi
dalam 2 golongan, yaitu karyawan shift dan non shift.
5.4.1 Karyawan Non Shift
Karyawan non shift dalah karyawan yang tidak menangani proses produksi
secara langsung. Yang termasuk karyawan harian adalah direktur, staf ahli, kepala
bagian, kepala seksi serta bawahan yang berada di kantor. Karyawan harian dalam
1 minggu akan bekerja selama 5 hari dengan pembagian kerja sebagai berikut:
Jam kerja :
Hari Senin – Jumat : 08.00 – 17.00
Jam Istirahat :
Hari Senin – Kamis : 12.00 – 13.00
Hari Jumat : 11.00 – 13.00
5.4.2 Karyawan Shift
Karyawan shift adalah karyawan yang secara langsung menangani proses
produksi atau mengatur bagian-bagian tertentu dari pabrik yang mempunyai
hubungan dengan masalah keamanan dan kelancaran produksi. Yang termasuk
karyawan shift ini adalah operator produksi, sebagian dari bagian teknik, bagian
gudang dan bagian utilitas, pengendalian, laboratorium, dan bagian-bagian yang
harus selalu siaga untuk menjaga keselamatan serta keamanan pabrik.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
118
Bab V Manajemen Perusahaan
Para karyawan shift akan bekerja secara bergantian selama 24 jam, dengan
pengaturan sebagai berikut :
Shift pagi : 07.00 – 15.00
Shift sore : 15.00 – 23.00
Shift malam : 23.00 – 07.00
Untuk karyawan shift ini dibagi dalam 4 regu (A,B,C,D) dimana 3 regu
bekerja dan 1 regu istirahat, dan dikenakan secara bergantian. Tiap regu akan
mendapat giliran 3 hari kerja pada jam shift yang sama secara berturut-turut
kemudian 1 hari libur dan masuk lagi untuk shift berikutnya.
Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift
Tanggal 1 2 3 4 5 6
Pagi A A A B B B
Sore C D D D A A
Malam B B C C C D
Off D C B A D C
Tanggal 7 8 9 10 11 12
Pagi C C C D D D
Sore A B B B C C
Malam D D A A A B
Off B A D C B A
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
119
Bab V Manajemen Perusahaan
Kelancaran produksi dari suatu pabrik sangat dipengaruhi oleh faktor
kedisiplinan para karyawannya dan akan secara langsung mempengaruhi
kelangsungan dan kemajuan perusahaan. Untuk itu kepada seluruh karyawan
perusahaan dikenakan absensi. Disamping itu masalah absensi digunakan oleh
pimpinan perusahaan sebagai salah satu dasar dalam mengembangkan karier para
karyawan di dalam perusahaan (Zamani, 1998).
5.5 Status Karyawan Dan Sistem Upah
Pada pabrik asam sulfat ini sistem upah karyawan berbeda-beda
tergantung pada status karyawan, kedudukan, tanggung jawab, dan keahlian.
Menurut status karyawan dapat dibagi menjadi tiga golongan sebagai berikut :
1. Karyawan Tetap
Karyawan tetap yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan dengan
surat keputusan (SK) direksi dan mendapat gaji bulanan sesuai dengan
kedudukan, keahlian, dan masa kerjanya.
2. Karyawan Harian
Karyawan harian yaitu karyawan yang diangkat dan diberhentikan direksi
tanpa SK direksi dan mendapat upah harian yang dibayar tiap akhir pekan.
3. Karyawan Borongan
Karyawan borongan yaitu karyawan yang digunakan oleh pabrik bila
diperlukan saja. Karyawan ini menerima upah borongan untuk suatu
pekerjaan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
120
Bab V Manajemen Perusahaan
5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan Dan Gaji
5.6.1 Penggolongan Jabatan
1 Direktur Utama : Sarjana Ekonomi/Teknik/Hukum
2 Direktur Produksi : Sarjana Teknik Kimia
3 Direktur Keuangan dan Umum : Sarjana Ekonomi/Akuntansi
4 Kepala Bagian Produksi : Sarjana Teknik Kimia
5 Kepala Bagian Teknik :SarjanaTeknik Kimia/Mesin/Elektro
6 Kepala Bagian Pemasaran :SarjanaTeknik Kimia/Mesin/Elektro
7 Kepala Bagian Keuangan : Sarjana Ekonomi/Akuntansi
8 Kepala Bagian Umum : Sarjana Ekonomi/Hukum
9 Kepala Seksi : Sarjana
10 Operator : Sarjana atau D3
11 Sekretaris : Sarjana atau Akademi sekretaris
12 Dokter : Sarjana Kedokteran
13 Perawat : Akademi Perawat
14 Lain-lain : SLTA / Sederajat
5.6.2 Jumlah Karyawan dan Gaji
Jumlah Karyawan harus ditentukan dengan tepat, sehingga semua
pekerjaan dapat diselenggarakan dengan baik dan efisien.
Tabel 5.2 Jumlah Karyawan Menurut Jabatan
No. Jabatan Jumlah
1 Direktur Utama 1
2 Direktur Produksi 1
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
121
Bab V Manajemen Perusahaan
No. Jabatan Jumlah
3 Direktur keuangan dan umum 1
4 Staff Ahli 2
5 Sekretaris 3
6 Kepala bagian produksi 1
7 Kepala bagian LITBANG 1
8 Kepala bagian teknik 1
9 Kepala bagian umum 1
10 Kepala bagian keuangan 1
11 Kepala bagian pemasaran 1
12 Kepala seksi proses 1
13 Kepala seksi pengendalian 1
14 Kepala seksi laboratorium 1
15 Staff LITBANG 2
16 Kepala seksi safety dan lingkungan 1
17 Kepala seksi pemeliharaan 1
18 Kepala seksi administrasi keuangan 1
19 Kepala seksi utilitas 1
20 Kepala seksi keuangan 1
21 Kepala seksi pembelian 1
22 Kepala seksi personalia 1
23 Kepala seksi humas 1
24 Kepala seksi keamanan 1
25 Kepala seksi penjualan 1
26 Kepala seksi pemasaran 1
27 Karyawan proses 24
28 Karyawan pengendalian 7
29 Karyawan laboratorium 7
30 Karyawan penjualan 5
31 Karyawan pembelian 5
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
122
Bab V Manajemen Perusahaan
No. Jabatan Jumlah
32 Karyawan pemeliharaan 13
33 Karyawan utilitas 12
34 Karyawan administrasi keuangan 5
35 Karyawan keuangan 5
36 Karyawan personalia 5
37 Karyawan humas 5
38 Karyawan keamanan 12
39 Karyawan pemasaran 5
40 Karyawan safety dan lingkungan 5
41 Dokter 2
42 Perawat 2
43 Sopir 4
44 Pesuruh 4
Total 157
Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan
Gol. Jabatan Gaji/bulan (Rp) Kualifikasi
I. Direktur Utama 50.000.000 S1 Pengalaman 10 Tahun
II. Direktur 30.000.000 S1 Pengalaman 10 Tahun
III. Staff Ahli 20.000.000 S1 Pengalaman 5 Tahun
IV. Staff Litbang 15.000.000 S1 pengalaman
V. Kepala Bagian 8.000.000 S1 pengalaman
VI. Kepala Seksi 6.000.000 S1/D3 pengalaman
VII. Sekretaris 3.500.000 S1/D3 pengalaman
VIII. Karyawan Biasa 1.200.000 –
4.500.000
SLTA/D1/D3
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
123
Bab V Manajemen Perusahaan
5.7 Kesejahteraan Sosial Karyawan
Kesejahteraan sosial yang diberikan oleh perusahaan pada para karyawan,
antara lain :
1. Tunjangan
a. Tunjangan yang berupa gaji pokok yang diberikan berdasarkan golongan
karyawan yang bersangkutan.
b. Tunjangan jabatan yang diberikan berdasarkan jabatan yang dipegang
karyawan.
c. Tunjangan lembur yang diberikan kepada karyawan yang bekerja diluar
jam kerja berdasarkan jumlah jam kerja.
2. Pakaian Kerja
Pakaian kerja diberikan kepada setiap karyawan setiap tahun sejumlah empat
pasang.
3. Cuti
a. Cuti tahunan diberikan kepada setiap karyawan selama 12 hari kerja dalam
satu tahun.
b. Cuti sakit diberikan kepada karyawan yang menderita sakit berdasarkan
keterangan dokter.
c. Cuti hamil diberikan kepada karyawati yang hendak melahirkan, masa cuti
berlaku selama 2 bulan sebelum melahirkan sampai 1 bulan sesudah
melahirkan.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
124
Bab V Manajemen Perusahaan
4. Pengobatan
a. Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit tidak disebabkan
oleh kecelakaan kerja, diatur berdasarkan kebijaksanaan perusahaan.
b. Biaya pengobatan bagi karyawan yang menderita sakit yang diakibatkan
oleh kecelakaan kerja, ditanggung oleh perusahaan sesuai dengan undang-
undang.
5. Asuransi Tenaga Kerja
Asuransi tenaga kerja diberikan oleh perusahaan bila jumlah karyawan lebih
dari 10 orang atau dengan gaji karyawan lebih besar dari Rp. 1.000.000,00
per bulan.
(Masud, 1989)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
125
Bab VI Analisa Ekonomi
BAB VI
ANALISA EKONOMI
Pada prarancangan pabrik asam sulfat ini dilakukan evaluasi atau penilaian
investasi dengan maksud untuk mengetahui apakah pabrik yang dirancang ini
menguntungkan dari segi ekonomi atau tidak. Bagian terpenting dari prarancangan
ini adalah estimasi harga dari alat-alat karena harga digunakan sebagai dasar untuk
estimasi analisa ekonomi, di mana analisa ekonomi dipakai untuk mendapatkan
perkiraan atau estimasi tentang kelayakan investasi modal dalam kegiatan
produksi suatu pabrik dengan meninjau kebutuhan modal investasi, besarnya laba
yang akan diperoleh, lamanya modal investasi dapat dikembalikan dalam titik
impas. Selain itu, analisa ekonomi juga dimaksudkan untuk mengetahui apakah
pabrik yang akan didirikan dapat menguntungkan atau tidak jika didirikan.
Maka pada prarancangan pabrik asam sulfat ini, kelayakan investasi modal
pada sebuah pabrik akan dianalisa meliputi :
a. Profitability
b. % Profit on Sales (POS)
c. % Return on Investment (ROI)
d. Pay Out Time (POT)
e. Break Event Point (BEP)
f. Shut Down Point (SDP)
g. Discounted Cash Flow (DCF)
125
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
126
Bab VI Analisa Ekonomi
Untuk meninjau faktor-faktor tersebut perlu diadakan penaksiran terhadap
beberapa faktor, yaitu :
1. Penaksiran modal industri ( Total Capital Investment )
Capital Investment adalah banyaknya pengeluaran-pengeluaran yang
diperlukan untuk fasilitas – fasilitas produktif dan untuk menjalankannya.
Capital Investment meliputi :
a. Modal Tetap (Fixed Capital Investment)
b. Modal Kerja (Working Capital)
2. Penentuan biaya produksi total (Total Production Costs), terdiri dari :
a. Biaya pengeluaran (Manufacturing Costs)
b. Biaya pengeluaran umum (General Expense)
3. Total pendapatan penjualan produk asam sulfat
6.1 Penaksiran Harga Peralatan
Harga peralatan pabrik dapat diperkirakan dengan metode yang
dikonversikan dengan keadaan yang ada sekarang ini. Penentuan harga peralatan
dilakukan dengan menggunakan data indeks harga.
Tabel 6.1 Indeks Harga Alat
1998 389,5
1999 390,6
2000 394,1
2001 394,3
2002 390,4
(Peters & Timmerhaus, 2003)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
127
Bab VI Analisa Ekonomi
Tabel 6.1 Indeks Harga Alat (lanjutan)
2003 402,0
2004 444,2
2005 468,2
2006 499,6
2007 537,2
(www.processengineeringmanual.it)
Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index
Dengan asumsi kenaikan indeks linear, maka dapat diturunkan persamaan least
square sehingga didapatkan persamaan berikut :
Y = 15,9 X - 31416
dengan : Y = indeks harga
X = tahun pembelian
Dari persamaan tersebut diperoleh harga indeks di tahun 2015 adalah 622,50.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
128
Bab VI Analisa Ekonomi
Harga alat dan lainnya diperkirakan pada tahun evaluasi (2015) dan dilihat
dari grafik pada referensi. Untuk mengestimasi harga alat tersebut pada masa
sekarang digunakan persamaan :
Ex = Ey· (Aries & Newton, 1955)
dengan :
Ex : harga pembelian pada tahun 2015
Ey : harga pembelian pada tahun referensi
Nx : indeks harga pada tahun 2015
Ny : indeks harga tahun referensi
6.2 Penentuan Total Capital Investment (TCI)
Asumsi-asumsi dan ketentuan yang digunakan dalam perhitungan analisa
ekonomi :
1. Pengoperasian pabrik dimulai tahun 2016
2. Proses yang dijalankan adalah proses kontinyu
3. Kapasitas produksi adalah 100.000 ton/tahun
4. Jumlah hari kerja adalah 330 hari/tahun
5. Shut down pabrik dilaksanakan selama 35 hari dalam satu tahun untuk
perbaikan alat-alat pabrik
6. Umur alat-alat pabrik diperkirakan 10 tahun
7. Nilai rongsokan (Salvage Value) adalah nol
8. Situasi pasar, biaya dan lain-lain diperkirakan stabil selama pabrik
beroperasi
9. Upah buruh asing US $ 8,5 per manhour (www.pajak.net)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
129
Bab VI Analisa Ekonomi
10. Upah buruh lokal Rp. 10.000,00 per manhour
11. Perbandingan jumlah tenaga asing : Indonesia = 5% : 95%
12. Harga bahan baku sulfur US$ 0,18 / kg
13. Harga produk asam sulfat US$ 0,40 / kg
14. Harga katalis vanadium pentoksida US$ 1 / kg
15. Kurs rupiah yang dipakai Rp. 9.135,00 (Kurs pada 27/12/2011,
www.bi.go.id)
6.2.1 Modal Tetap (Fixed Capital Investment)
Tabel 6.2 Modal Tetap
No Keterangan US $ Rp. Total Harga(Rp)
1 Harga pembelian peralatan 2.089.668 - 19.089.116.258
2 Instalasi alat – alat 217.602 1.111.773.600 3.099.564.298
3 Pemipaan 846.229 1.353.153.934 9.083.457.212
4 Instrumentasi 419.661 208.458.849 4.042.058.230
5 Isolasi 51.810 182.858.640 656.142.512
6 Listrik 120.890 109.715.184 1.214.044.224
7 Bangunan 518.099 - 4.732.838.742
8 Tanah dan perbaikan lahan 207.240 11.249.000.000 13.142.135.497
9 Utilitas 1.300.837 - 11.883.145.320
Physical Plant Cost 5.772.035 14.214.960.206 66.942.502.293
10. Engineering &
Construction
1.154.407
2.842.992.041
13.388.500.458
Direct Plant Cost 6.926.442 17.057.952.248 80.331.002.752
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
130
Bab VI Analisa Ekonomi
No Keterangan US $ Rp. Total Harga(Rp)
11. Contractor’s fee 277.058 682.318.090 3.213.240.110
12. Contingency 692.644 1.705.795.225 8.033.100.275
Fixed Capital Invesment (FCI) 7.896.144 19.446.065.562 91.577.343.137
6.2.2 Modal Kerja (Working Capital Investment)
Tabel 6.3 Modal Kerja
No. Jenis US $ Rp. Total Rp.
1. Persediaan bahan baku 598.757 - 5.469.641.356
2. Persediaan bahan dalam proses 6.328 4.267.980 62.078.355
3. Persediaan Produk 2.088.388 1.408.433.292 20.485.857.158
4. Extended Credit 3.810.687 - 34.810.623.018
5. Available Cash 2.088.388 1.408.433.292 20.485.857.158
Working Capital Investment (WCI) 8.592.548 2.821.134.564 81.314.057.044
Total Capital Investment (TCI)
= FCI + WCI
= Rp 91.577.343.137 + Rp 81.314.057.044
= Rp 172.891.400.181
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
131
Bab VI Analisa Ekonomi
6.3 Biaya Produksi Total (Total Production Cost)
6.3.1 Manufacturing Cost
6.3.1.1 Direct Manufacturing Cost (DMC)
Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost
No. Jenis US $ Rp. Total Rp.
1. Harga Bahan Baku 7.185.079 - 65.635.696.269
2. Gaji Pegawai - 3.620.400.000 3.620.400.000
3. Supervisi - 1.584.000.000 1.584.000.000
4. Maintenance 473.769 1.166.763.934 5.494.640.588
5. Plant Supplies 71.065 175.014.590 824.196.088
6. Royalty & Patent 457.282 - 4.177.274.762
7. Utilitas - 5.500.653.768 5.500.653.768
Direct Manufacturing Cost (DMC) 8.187.195 12.046.832.292 86.836.861.476
6.3.1.2 Indirect Manufacturing Cost (IMC)
Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost
No. Jenis US $ Rp. Total Rp.
1. Payroll Overhead - 543.060.000 543.060.000
2. Laboratory - 362.040.000 362.040.000
3. Plant Overhead - 1.810.200.000 1.810.200.000
4. Packaging 16.004.884 - 146.204.616.675
Indirect Manufacturing Cost (IMC) 16.004.884 2.715.300.000 148.919.916.675
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
132
Bab VI Analisa Ekonomi
6.3.1.3 Fixed Manufacturing Cost (FMC)
Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost
No. Jenis US $ Rp. Total Rp.
1. Depresiasi 631.692 1.555.685.245 7.326.187.451
2. Property Tax 157.923 388.921.311 1.831.546.863
3. Asuransi 78.961 194.460.656 915.773.431
Fixed Manufacturing Cost (FMC) 871.061 2.140.717.812 10.073.507.745
Total Manufacturing Cost (TMC)
= DMC + IMC + FMC
= Rp (86.836.861.476 + 148.919.916.675 + 10.073.507.745)
= Rp 245.830.285.895
6.3.2 General Expense (GE)
Tabel 6.7 General Expense
No. Jenis US $ Rp. Total Rp.
1. Administrasi - 4.888.600.000 4.888.600.000
2. Sales 9.145.648 - 83.545.495.243
3. Research 1.280.391 - 11.696.369.334
4. Finance 841.845 697.736.731 8.387.987.857
General Expense (GE) 11.267.883 5.586.336.731 108.518.452.433
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
133
Bab VI Analisa Ekonomi
Biaya Produksi Total (TPC)
= TMC + GE
= Rp 245.830.285.895 + Rp 108.518.452.433
= Rp 354.348.738.328
6.4 Keuntungan Produksi
Penjualan selama 1 tahun :
Asam sulfat = US $ 45.728.240
Total penjualan = US$ 45.728.240 = Rp 417.727.476.213
Biaya produksi total = Rp 354.348.738.328
Keuntungan sebelum pajak = Rp 63.378.737.884
Pajak = 25 % dari keuntungan = Rp 15.844.684.471 (www.pajak.go.id)
Keuntungan setelah pajak = Rp 47.534.053.413
6.5 Analisa Kelayakan
1. % Profit on Sales (POS)
POS adalah persen keuntungan penjualan produk terhadap harga jual produk
itu sendiri. Besarnya POS pabrik asam sulfat ini adalah :
POS sebelum pajak = 15,17%
POS setelah pajak = 11,38%
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
134
Bab VI Analisa Ekonomi
2. % Return on Investment (ROI)
ROI adalah tingkat pengembalian modal dari pabrik ini, dimana untuk
pabrik yang tergolong high risk, mempunyai batasan ROI minimum
sebelum pajak sebesar 44%.
ROI sebelum pajak = 69,21%
ROI setelah pajak = 51,91%
3. Pay Out Time POT
POT adalah jumlah tahun yang diperlukan untuk mengembalikan Fixed
Capital Investment berdasarkan profit yang diperoleh. Besarnya POT untuk
pabrik yang beresiko tinggi sebelum pajak adalah maksimal 2 tahun.
POT sebelum pajak = 1,3 tahun
POT setelah pajak = 1,7 tahun
4. Break Event Point (BEP)
BEP adalah titik impas, suatu keadaan dimana besarnya kapasitas produksi
dapat menutupi biaya keseluruhan.
Besarnya BEP untuk pabrik asam sulfat ini adalah 45,14%
5. Shut Down Point (SDP)
SDP adalah suatu titik dimana pabrik mengalami kerugian sebesar Fixed
Cost yang menyebabkan pabrik harus ditutup.
Besarnya SDP untuk pabrik asam sulfat ini adalah 35,45%
6. Discounted Cash Flow (DCF)
DCF adalah perbandingan besarnya persentase keuntungan yang diperoleh
terhadap capital investment dibandingkan dengan tingkat bunga yang
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
135
Bab VI Analisa Ekonomi
berlaku di bank. Tingkat bunga simpanan dan pinjaman di Bank Mandiri
masing-masing sebesar 6,5% dan 13,5% (www.bankmandiri.co.id, 2011),
dari perhitungan nilai DCF yang diperoleh adalah 31,06%.
Tabel 6.8 Analisa kelayakan
No. Keterangan Perhitungan Batasan
1.
2.
3.
4.
5.
Return On Investment (% ROI)
ROI sebelum pajak
ROI setelah pajak
Pay Out Time (POT)
POT sebelum pajak
POT setelah pajak
Break Even Point (BEP)
Shut Down Point (SDP)
Discounted Cash Flow (DCF)
69,21%
51,91%
1,3 tahun
1,7 tahun
45,14%
35,45%
31,06%
min 44% (resiko tinggi)
-
maks. 2 tahun (resiko
tinggi)
-
40 – 60%
-
6,5% (Bunga simpanan)*
13,5% (Bunga pinjaman)*
* Bank Mandiri
Dari analisa ekonomi yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa
pendirian pabrik asam sulfat dengan kapasitas 100.000 ton/tahun layak
dipertimbangkan untuk direalisasikan pembangunannya.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
136
Bab VI Analisa Ekonomi
Keterangan gambar :
Fa : Fixed manufacturing cost
Va : Variable cost
Ra : Regulated cost
Sa : Sales
SDP : Shut down point
BEP : Break even point
Gambar 6.2 Grafik Analisa Kelayakan
0,3 Ra