metil akrilate

8/19/2019 metil akrilate

1/122

i

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK METIL AKRILAT DARI METANOL DAN

ASAM AKRILAT DENGAN PROSES ESTERIFIKASI

KAPASITAS 55.000 TON/TAHUN

Disusun Oleh :

1. Luthfiana Nurul H. ( I 0508051 )

2. Maharini Retnomartani ( I 0508054 )

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012


2/122

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena limpahan rahmat dan

hidayah-Nya, penulis akhirnya dapat menyelesaikan penyusunan Laporan Tugas

Akhir dengan judul “Prarancangan Pabrik Metil Akrilat dari Metanol dan Asam

Akrilat dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 55.000 Ton/T ahun”.

Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan

dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih

kepada :

1. Dr. Sunu H. Pranolo selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia atas bimbingannya.

2. Ir. Paryanto, M.S. dan YC. Danarto, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing atas

bimbingan dan arahannya dalam penyelesaian tugas akhir ini.

3. Seluruh dosen, laboran, dan administrasi Jurusan Teknik Kimia atas ilmu,

arahan, dan bantuannya selama ini.

4. Seluruh teman – teman Tekkim’0 8 UNS untuk semangatnya.

5. Seluruh pihak yang telah membantu, yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari

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, Agustus 2012

Penulis


3/122

iv

DAFTAR ISI

Halaman Judul ..................................................................................................... i

Lembar Pengesahan ............................................................................................ ii

Kata Pengantar .................................................................................................... iii

Daftar Isi.............................................................................................................. iv

Daftar Tabel ........................................................................................................ ix

Daftar Gambar ..................................................................................................... xi

Intisari ................................................................................................................. xii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................ 1

1.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik ............................................. 1

1.2. Penentuan Kapasitas Pabrik ..................................................... 2

1.3. Penentuan Lokasi Pabrik .......................................................... 5

1.4. Tinjauan Pustaka ...................................................................... 6

1.4.1 Macam-Macam Proses ................................................. 6

1.4.2 Alasan Pemilihan Proses .............................................. 7

1.4.3 Kegunaan Produk ......................................................... 9

1.4.4 Sifat Fisis dan Kimia .................................................... 9

1.4.5 Tinjauan Proses Secara Umum .................................... 13

BAB II DESKRIPSI PROSES ....................................................................... 15

2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ........................................ 15

2.1.1 Spesifikasi Bahan Baku................................................ 15

2.1.2 Spesifikasi Bahan Pembantu ........................................ 15


4/122

v

2.1.3 Spesifikasi Produk ........................................................ 16

2.2. Konsep Proses .......................................................................... 16

2.2.1 Dasar Reaksi................................................................. 16

2.2.2 Mekanisme Reaksi ....................................................... 16

2.2.3 Sifat Reaksi .................................................................. 17

2.3. Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses ................................ 20

2.3.1 Diagram Alir Proses ..................................................... 20

2.3.2 Tahapan Proses............................................................. 24

2.4. Neraca Massa dan Neraca Panas .............................................. 25

2.4.1 Neraca Massa ............................................................... 25

2.4.2 Neraca Panas ................................................................ 29

2.5. Lay Out Pabrik dan Peralatan ................................................... 32

2.5.1 Lay Out Pabrik ............................................................. 32

2.5.2 Lay Out Peralatan ......................................................... 35

BAB III SPESIFIKASI ALAT ........................................................................ 38

3.1 Reaktor ..................................................................................... 38

3.2 Decanter ................................................................................... 39

3.3 Menara Distilasi ....................................................................... 41

3.4 Condenser ................................................................................ 46

3.5. Reboiler .................................................................................... 44

3.6. Accumulator ............................................................................. 46

3.7. Tangki Penyimpanan ................................................................ 48

3.8. Heat Exchanger ........................................................................ 50


5/122

vi

3.9 Pompa ...................................................................................... 52

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ............. 54

4.1. Unit Pendukung Proses ............................................................ 54

4.1.1 Unit Pengadaan Air ...................................................... 55

4.1.1.1 Air Pendingin dan Air Pemadam Kebakaran ... 55

4.1.1.2 Air Konsumsi Umum dan Sanitasi ................... 56

4.1.1.3 Air Umpan Boiler ............................................. 58

4.1.1.4 Pengolahan Air ................................................. 58

4.1.2 Unit Pengadaan Steam .................................................. 64

4.1.3 Unit Pengadaan Udara Tekan....................................... 66

4.1.4 Unit Pengadaan Listrik ................................................. 66

4.1.4.1 Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas .... 67

4.1.4.2 Listrik untuk Penerangan ................................. 68

4.1.4.3 Listrik untuk AC .............................................. 71

4.1.4.4 Listrik untuk Laboratorium dan Instrumentasi 71

4.1.5 Unit Pengadaan Bahan Bakar....................................... 72

4.2. Laboratorium ............................................................................ 73

4.2.1 Laboratorium Fisik ....................................................... 74

4.2.2 Laboratorium Analitik .................................................. 75

4.2.3 Laboratorium Penelitian dan Pengembangan............... 75

4.2.4 Prosedur Analisa Bahan Baku ...................................... 76

4.2.4.1 Infra Red Spectrofotometer (IRS) .................... 76

4.2.4.2 Gas Chromathography (GC) ........................... 76


6/122

vii

4.2.4.3 Densitas ............................................................ 76

4.2.4.4 Viskositas ......................................................... 77

4.2.5 Prosedur Analisa Produk .............................................. 77

4.2.5.1 Infra Red Spectrofotometer (IRS) .................... 77

4.2.5.2 Gas Chromathography (GC) ........................... 77

4.2.6 Analisa Air ................................................................... 77

4.3 Unit Pengolahan Limbah.......................................................... 78

BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN ...................................................... 80

5.1 Bentuk Perusahaan ................................................................... 80

5.2 Struktur Organisasi .................................................................. 81

5.3 Tugas dan Wewenang .............................................................. 86

5.3.1 Pemegang Saham ......................................................... 86

5.3.2 Dewan Komisaris ......................................................... 86

5.3.3 Dewan Direksi .............................................................. 87

5.3.4 Staf Ahli ....................................................................... 88

5.3.5 Penelitian dan Pengembangan (Litbang) ..................... 88

5.3.6 Kepala Bagian .............................................................. 89

5.3.7 Kepala Seksi ................................................................. 92

5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ............................................. 93

5.4.1 Karyawan non shift ..................................................... 93

5.4.2 Karyawan Shift ............................................................ 93

5.5 Status Karyawan dan Sistem Upah .......................................... 95

5.6 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan, dan Gaji ............... 96


7/122


8/122

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1. Data Impor Metil Akrilat Indonesia ............................................ 2

Tabel 1.2. Kapasitas Produksi Berbagai Pabrik di Dunia ............................ 4

Tabel 1.3. Perbandingan Proses Pembuatan Metil Akrilat .......................... 8

Tabel 2.1. Harga ΔG of Masing-masing Komponen ..................................... 18

Tabel 2.2. Harga ΔH of Masing-masing Komponen ..................................... 19

Tabel 2.3. Neraca Massa Tee ....................................................................... 26

Tabel 2.4. Neraca Massa Reaktor I .............................................................. 26

Tabel 2.5. Neraca Massa Reaktor II ............................................................. 27

Tabel 2.6. Neraca Massa Dekanter .............................................................. 27

Tabel 2.7. Neraca Massa Menara Distilasi I ................................................ 28

Tabel 2.8. Neraca Massa Menara Distilasi II ............................................... 28

Tabel 2.9. Neraca Massa Overall ................................................................. 29

Tabel 2.10. Neraca Panas Tee ........................................................................ 29

Tabel 2.11. Neraca Panas Reaktor I ............................................................... 30

Tabel 2.12. Neraca Panas Reaktor II .............................................................. 30

Tabel 2.13. Neraca Panas Dekanter ............................................................... 30

Tabel 2.14. Neraca Panas Menara Distilasi I ................................................. 31

Tabel 2.15. Neraca Panas Menara Distilasi II ................................................ 31

Tabel 3.1. Spesifikasi Menara Distilasi ........................................................ 41

Tabel 3.2. Spesifikasi Condenser ................................................................. 42

Tabel 3.3. Spesifikasi Reboiler ..................................................................... 44


9/122

x

Tabel 3.4. Spesifikasi Accumulator .............................................................. 46

Tabel 3.5. Spesifikasi Tangki ....................................................................... 48

Tabel 3.6. Spesifikasi Heat Exchanger ........................................................ 50

Tabel 3.7. Spesifikasi Pompa ....................................................................... 52

Tabel 4.1. Kebutuhan Air Pendingin ............................................................ 56

Tabel 4.2. Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi ........................... 57

Tabel 4.3. Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas ............. 67

Tabel 4.4. Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan .............................. 69

Tabel 4.5. Total Kebutuhan Listrik Pabrik ................................................... 71

Tabel 4.6. Total Kebutuhan Bahan Bakar Pabrik ......................................... 72

Tabel 5.1. Jadwal Pembagian Kelompok Shift ............................................. 94

Tabel 5.2. Jumlah Karyawan Menurut Jabatan ............................................ 97

Tabel 5.3. Perincian Golongan dan Gaji Karyawan ..................................... 98

Tabel 6.1. Indeks Harga Alat........................................................................ 103

Tabel 6.2. Modal Tetap ................................................................................ 106

Tabel 6.3. Modal Kerja................................................................................. 107

Tabel 6.4. Direct Manufacturing Cost ......................................................... 107

Tabel 6.5. Indirect Manufacturing Cost ....................................................... 108

Tabel 6.6. Fixed Manufacturing Cost ......................................................... 108

Tabel 6.7. General Expense ......................................................................... 109

Tabel 6.8. Analisis Kelayakan ...................................................................... 111


10/122

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Grafik Data Impor Metil Akrilat di Indonesia ............................ 3

Gambar 2.1. Mekanisme Reaksi Proses Esterifikasi ........................................ 17

Gambar 2.2. Diagram Alir Proses .................................................................... 21

Gambar 2.3. Diagram Alir Kualitatif ............................................................... 22

Gambar 2.4. Diagram Alir Kuantitatif ............................................................. 23

Gambar 2.5. Lay Out Pabrik ............................................................................ 34

Gambar 2.6. Lay Out Peralatan Proses............................................................. 37

Gambar 4.1. Skema Pengolahan Air Laut ...................................................... 60

Gambar 4.2. Skema Pengolahan Air KTI ...................................................... 63

Gambar 5.1. Struktur Organisasi Pabrik Metil Akrilat .................................... 85

Gambar 6.1. Chemical Engineering Cost Index ............................................... 104

Gambar 6.2. Grafik Analisis Kelayakan .......................................................... 112


11/122

Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses EsterifikasiKapasitas 55.000 Ton/ Tahun

Bab I Pendahuluan 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik

Di negara yang sedang berkembang seperti Indonesia, berbagai kebutuhan

produk-produk kimia belum seluruhnya dapat dihasilkan sendiri. Sebagian atau

seluruhnya masih diimpor dari berbagai negara, terutama bahan-bahan yang

merupakan produk antara untuk dijadikan berbagai produk lain yang lebih

bermanfaat dan luas penggunaannya.

Produk antara yang banyak dibutuhkan tersebut antara lain produk-produk

akrilat, salah satunya adalah metil akrilat. Metil akrilat adalah senyawa kimia

yang mempunyai ikatan rangkap yang biasa digunakan sebagai bahan baku untuk

produksi polimer (poliakrilat). Polimer ini digunakan sebagai cat ( coating ), bahan

perekat, dan binder untuk industri kulit, kertas dan tekstil serta untuk komponen

kopolimer dari acrylic fiber .

Hasil polimerisasi dari metil akrilat ini bisa memiliki sifat fisis yang

bervariasi dengan mengontrol rasio monomer yang digunakan. Sifat dari hasil

polimerisasi pada umumnya mempunyai daya tahan tinggi terhadap bahan-bahan

kimia dan juga terhadap lingkungan, sangat jernih dan kuat. Begitu banyak

manfaat dari metil akrilat sehingga pendirian pabrik metil akrilat di Indonesia

tentu berdampak bagus bagi industri-industri yang menggunakannya dalam

proses-proses kimia karena akan semakin mudah untuk mendapatkannya di dalam

negeri, mengingat bahwa industri metil akrilat masih jarang terdapat di Indonesia.


12/122

Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses EsterifikasiKapasitas 55.000 Ton/ Tahun 2

Bab I Pendahuluan

1.2 Penentuan Kapasitas Pabrik

Kapasitas produksi dari pabrik akan mempengaruhi perhitungan teknis

maupun ekonomis dalam perancangan pabrik. Semakin besar kapasitas

produksinya maka kemungkinan keuntungannya juga semakin besar. Namun ada

faktor-faktor lain yang harus dipertimbangkan dalam penentuan kapasitas

produksi, seperti kebutuhan pasar dan ketersediaan bahan baku.

a. Kebutuhan metil akrilat di Indonesia

Impor metil akrilat di dalam negeri tahun 2004 - 2010 dapat dilihat pada tabel

1.1.

Tabel 1.1 Data Impor Metil Akrilat Indonesia

Tahun Impor (ton)

2004 13289

2005 12955

2006 16725

2007 23682

2008 34228

2009 29387

2010 26807

(Undata, 2011)

Dari tabel 1.1 dibuat grafik linier untuk memperkirakan impor metil akrilat

pada tahun 2017.


13/122


Bab I Pendahuluan

Gambar 1.1 Grafik Data Impor Metil Akrilat di Indonesia

Dari Gambar 1.1 diperoleh suatu persamaan regresi linier untuk mengetahui

kebutuhan metil akrilat pada tahun 2017 :

y = (3247,16 X) - 6494603

y = (3247,16 x 2017 ) – 6494603

y = 54.999 ton

b. Kapasitas produksi pabrik metil akrilat yang sudah berdiri

Untuk memproduksi metil akrilat harus diperhitungkan juga kapasitas

produksi yang menguntungkan. Sebagai perbandingan kapasitas produksi dari

berbagai pabrik yang telah ada sebagaimana terlihat pada tabel 1.2.

y = 3.247,16x - 6.494.603

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

3500040000

2003 2005 2007 2009 2011

K a p a s

i t a s

( t o n

/ t a h u n

)

Tahun

Grafik Data Impor Metil Akrilat Indonesia


14/122


Bab I Pendahuluan

Tabel 1.2 Kapasitas Produksi Berbagai Pabrik di Dunia

Pabrik Kapasitas

Toa Gosei Co., Ltd. 22.000 ton/tahun

Arkema Inc. 45.000 ton/tahun

Singapore Acrylic Ester Pte., Ltd. 82.000 ton/tahun

( www.sumitomo-chem.co.jp )

Dari Tabel 1.2 dapat diketahui kapasitas produksi minimal di dunia sebesar

22.000 ton/tahun. Sedangkan kebutuhan metil akrilat di dalam negeri adalah

sebesar 54.999 ton/tahun. Maka dapat disimpulkan bahwa kapasitas pabrik

metil akrilat sebesar 55.000 ton/tahun, sehingga diharapkan:

1. Dapat memenuhi kebutuhan metil akrilat dalam negeri.

2. Dapat memberikan keuntungan karena kapasitas rancangan berada diatas

kapasitas terkecil pabrik yang ada di dunia.

3. Dapat merangsang berdirinya industri-industri lainnya yang

menggunakan bahan baku metil akrilat.

c. Ketersediaan bahan baku

Bahan baku Metanol yang digunakan dalam pembuatan metil akrilat

diperoleh dari PT. Kaltim Methanol Industri, Kalimantan Timur, yang

mempunyai kapasitas produksi 660.000 ton/tahun. Sedangkan asam akrilat

diperoleh dari PT. Nippon Shokubai Indonesia (NSI), Cilegon, yang

mempunyai kapasitas produksi 80.000 ton/tahun sehingga ketersediaan bahan

baku tidak menjadi masalah karena cukup tersedia.

http://www.sumitomo-chem.co.jp/http://www.sumitomo-chem.co.jp/


15/122


Bab I Pendahuluan

1.3 Penentuan 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

pabrik metil akrilat ini dipilih di Cilegon, Banten dengan pertimbangan sebagai

berikut :

a. Dekat dengan pabrik salah satu bahan baku yaitu PT. Nippon Shokubai

Indonesia (NSI) penghasil asam akrilat, sedangkan metanol dari P.T. Kaltim

Methanol Industri, Kalimantan Timur.

b. Wilayah Cilegon termasuk salah satu kawasan industri yang ditetapkan oleh

pemerintah, sehingga permasalahan perijinan pendirian pabrik tidak menjadi

masalah.

c. Pemasaran produk metil akrilat yang akan didirikan ditujukan untuk

memenuhi kebutuhan dalam negeri, diantaranya akan dijual ke berbagai

pabrik yang menggunakan metil akrilat sebagai bahan baku produksi polimer

diantaranya PT. Shin-Etsu Polymer Indonesia, Karawang dan PT. WMK

( Polymer & Plastic Chemicals ) Indonesia, Bandung.

d. Tersedianya sarana transportasi yang memudahkan lalu lintas kegiatan

produksi dan kemudahan distribusi dan juga dekat dengan laut sehingga

transportasi lebih mudah.


16/122


Bab I Pendahuluan

Gambar 1.2 Gambar Pemilihan Lokasi Pabrik

1.4. Tinjauan Pustaka

1.4.1. Macam-Macam Proses

Ada beberapa cara pembuatan metil akrilat, antara lain :

a. Proses Asetilen

Pada proses ini metil akrilat dibuat dengan mereaksikan asetilen

dengan alkohol dalam suasana asam dengan katalis nikel karbonil

pada tekanan atmosferis pada suhu 400

C. Kerugian proses ini adalahkesulitan dalam penanganan nikel karbonil yang beracun dan korosif.

Reaksi :

4C2H2 + 4CH 3OH + 2HCl + Ni(CO) 4 → 4CH 2=CHCOOCH 3 + NiCl 2 + H 2

(Ullman, 1985)


17/122


Bab I Pendahuluan

b. Proses Ketene

Pada proses ini bahan baku yang digunakan adalah asam asetat. Bahan

ini dipirolisa menjadi ketene. Lalu ketene direaksikan dengan

monomer formaldehid membentuk β -propiolactone . Senyawa ini

selanjutnya dikonversi menjadi akrilat. Metode ini tidak dipakai karena

banyaknya tahapan yang harus dilewati dan juga sifat racun dari β-

propiolactone.

Reaksi :

CH 3COOH → CH 2=C=O → CH 2-C=O → H2=CHCOOCH 3 + H 2O

(Ullman, 1985)

c. Proses Esterifikasi Asam Akrilat.

Pada proses ini, asam akrilat direaksikan dengan metanol dengan

katalis asam sulfat membentuk metil akrilat. Reaksi esterifikasi ini

berlangsung pada suhu 50-100 oC dan tekanan atmosferis.

Perbandingan mol asam akrilat dan metanol yang digunakan adalah

1:1. Reaksi tersebut berlangsung pada reaktor alir tangki berpengaduk.

Reaksi :

CH 2CHCOOH + CH 3OH → CH 2CHCOOCH 3 + H 2O

(Ullman, 1985)

1.4.2 Alasan Pemilihan Proses

Perbandingan antara proses pembuatan metil akrilat dapat dilihat pada

Tabel 1.3


18/122


Bab I Pendahuluan

Tabel 1.3 Perbandingan Proses Pembuatan Metil Akrilat

Proses Kondisi Operasi Kelebihan Kekurangan

Proses

Asetilen

P= 1atm

T= 40 oC

- Produk

samping bukan

merupakan zat

beracun.

- Bahan baku gas

alam terbatas.

- Menggunakan

katalis nikel

karbonil yang

beracun dan

korosif

Proses

Ketene

P= 1 atm

T= 150 oC

- Bahan baku

mudah

didapatkan

- Menghasilkan β -

propiolactone

yang bersifat racun

- Prosesnya melalui

banyak tahapan

Proses

Esterifikasi

P=1 atm

T=60-100 oC

- Bahan baku

relatif mudah

didapat.

- Produk

samping bukan

merupakan zat

beracun.

- Membutuhkan

katalis asam yang

bersifat korosif.

- Waktu reaksi

relatif lama


19/122


Bab I Pendahuluan

Dari Tabel 1.3 proses pembuatan metil akrilat yang dipilih adalah proses

esterifikasi, dengan pertimbangan:

a. Bahan baku yang relatif mudah didapatkan.

b. Kondisi operasi yang relatif lebih aman.

c. Proses relatif lebih sederhana.

d. Produk samping yang dihasilkan tidak beracun.

1.4.3. Kegunaan Produk

Metil akrilat merupakan bahan baku untuk produksi polimer (poliakrilat).

Polimer ini digunakan sebagai bahan perekat, binder untuk industri kulit,

kertas, dan untuk komponen kopolimer dari acrylic fiber . Selain itu,

polimer ini juga digunakan oleh berbagai pabrik cat ( coating ) yaitu PT. ICI

Indonesia, Jakarta dan berbagai industri tekstil seperti PT. Acryl Textile

Mills, Jakarta.

1.4.4. Sifat Fisis dan Kimia

1. Bahan baku

a. Asam akrilat ( CH 2CHCOOH )

Sifat fisis :

-

Berat molekul : 72 kg/kgmol

- Titik didih : 141 oC

- Titik lebur : 13,5 oC

- Tekanan kritis : 56,6 bar

- Suhu kritis : 380 oC

- Densitas (30 oC) : 1,040 g/mL


20/122


Bab I Pendahuluan

- Viskositas (25 oC) : 1,149 mPa.s

- Panas penguapan (1 atm) : 45,6 kJ/mol

- Panas pembakaran : 1.376 kJ/mol

(Perry, 1997)

Sifat kimia :

- Reaksi esterifikasi

Reaksi esterifikasi terjadi jika asam akrilat direaksikan dengan

suatu alkohol membentuk ester dari asam akrilat dan air.

Reaksi :

CH 2CHCOOH + ROH CH 2 CHCOOR + H 2O

- Reaksi addisi

Asam akrilat dapat diadisi dengan halogen, hidrogen, dan

hidrogen sianida.

Reaksi :

CH 2CHCOOH + HX H 2CX-CH 2COOR

(Kirk Othmer, 1998)

b. Metanol ( CH 3OH )

Sifat Fisis :

- Berat molekul : 32 kg/kgmol


- Titik lebur : -97,68 oC

- Tekanan kritis : 79,9112 atm

- Suhu kritis : 234,49 oC


21/122


Bab I Pendahuluan

- Volume kritis : 0,118 m 3/kmol

- Rapat massa (30oC) : 0,7957 g/cm

3


- Panas pembentukan : -1.498,81 kcal/kg

(Perry, 1997)

Sifat kimia :

Metanol adalah alkohol yang mempunyai ikatan karbon paling

pendek. Metanol murni sangat penting dalam sintesa kimia.

Metanol juga sangat beracun. Ada beberapa reaksi penting yang

melibatkan Metanol, antara lain :

- Reaksi oksidasi

Reaksi oksidasi Metanol dengan bantuan katalis K 2Cr 2O7,

KmnO 4, Na 2Cr 2O7 menghasilkan formaldehid.

Reaksi : CH 3OH + O2 HCHO + H 2O

- Reaksi Esterifikasi

Reaksi Esterifikasi antara Metanol dengan Asam format akan

menghasilkan metil format.

Reaksi : CH 3OH + HCOOH HCOOCH 3 + H 2O

- Reaksi Substitusi

Reaksi ini antara Metanol dan HCl dengan bantuan katalis

ZnCl 2 menghasilkan Metil klorida.

Reaksi : CH 3OH + HCl CH 3Cl + H 2O

(Kirk Othmer, 1998)


22/122


Bab I Pendahuluan

2. Bahan pembantu

Asam sulfat ( H 2SO 4 ), sebagai katalis

Sifat fisis :

- Bentuk : Cairan tidak berwarna

- Berat molekul : 98,08 kg/kgmol

- Spesific gravity : 1,834

- Titik didih : 336,85 oC

- Titik leleh : 10,49 oC

- Densitas pada suhu 25 oC : 1,833 g/mL

(Perry, 1997)

Sifat Kimia :

- Dengan basa membentuk garam dan air

H2SO 4 + 2 NaOH Na 2SO 4 + 2 H 2O

- Dengan garam membentuk garam dan asam lain

H2SO 4 + 2 NaCl Na 2SO 4 + 2HCl

(Kirk Othmer, 1998)

3. Produk

Metil akrilat ( CH 2CHCOOCH 3 )

Sifat Fisis :

- Berat molekul : 86 kg/kmol


- Titik lebur : -76 oC

- Tekanan kritis : 41,9442 atm


23/122


Bab I Pendahuluan

- Suhu kritis : 262,85 oC

- Volume kritis : 270 liter/kmol

- Densitas (30 oC) : 0,9565 g/cm 3


- Panas Pembentukan : -92,465

- Kapasitas panas cairan : 275500 -1147T + 2,568T 2 J/KmolC

(Perry, 1997)

Sifat kimia :

- Bereaksi secara tak terkendali dengan oksidan kuat yang akan

menyebabkan ledakan dan kebakaran.

- Mudah terpolimerisasi pada suhu yang tinggi.

(Ullman, 1985)

1.4.5. Tinjauan Proses Secara Umum

Proses pembuatan metil akrilat dijalankan pada fasa cair dengan

mereaksikan metanol dan asam akrilat dengan katalis asam sulfat pada temperatur

60-100˚C dan tekanan atmosferis. Reaksi yang terjadi tergolong reaksi

esterifikasi.

Esterifikasi didefinisikan sebagai suatu proses yang menghasilkan

senyawa ester. Proses esterifikasi yang paling umum digunakan adalah esterifikasi

antara asam karboksilat dengan alkohol yang menghasilkan ester dan air.

Reaksi : RCOOH + R’OH RCOOR’ + H 2O

Reaksi esterifikasi dapat dipercepat dengan katalis asam kuat, seperti asam

sulfat. Katalis hanya menaikkan kecepatan esterifikasi tetapi tidak merubah


24/122


Bab I Pendahuluan

kesetimbangan reaksi. Dengan adanya katalis berupa asam kuat, dapat menambah

muatan positif, sehingga asam akan mengesterifikasi lebih cepat. Asam sulfat

dipilih sebagai katalisator karena efisien, harganya murah, efek korosif terhadap

logam lebih rendah dari pada asam lain. Tetapi bila suhu terlalu tinggi dan

digunakan terlalu banyak, asam sulfat dapat mendehidrasi alkohol yang

digunakan. Untuk mengatasi efek korosi dari asam organik dan asam sulfat pada

suhu yang relatif tinggi, peralatan yang digunakan berupa bahan yang tahan

korosif. (Kirk Othmer, 1998)


25/122

Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses EsterifikasiKapasitas 55.000 Ton/ Tahun

Bab II Deskripsi Proses 15

BAB II

DESKRIPSI PROSES

2.1. Spesifikasi Bahan Baku dan Produk

2.1.1. Spesifikasi Bahan Baku

a. Asam akrilat (CH 2CHCOOH)

- Bentuk : cair

- Kemurnian, % berat : min 99 %

- Impuritas, % berat : air, maksimal 1 %

(www.shokubai.co.jp)

b. Metanol (CH 3OH)

- Bentuk : cair

- Kemurnian, % berat : min 99,85 %

- Impuritas, % berat : air, maksimal 0,15%

(www.kaltimmethanol.com)

2.1.2. Spesifikasi Bahan Pembantu

Asam sulfat (H 2SO 4)

- Bentuk : cair

- Kemurnian, % berat : 98 %

- Impuritas, % berat : air, 2 %

(www.indoacid.com)

http://www.indoacid.com/http://www.indoacid.com/


26/122


Bab II Deskripsi Proses

2.1.3. Spesifikasi Produk

Metil akrilat (CH 2CHCOOCH 3)

- Bentuk : cair

- Kemurnian, % berat : min 99,5 %

- Impuritas, % berat : air, maksimal 0,5 %

(www.basf.com)

2.2. Konsep Proses

2.2.1. Dasar Reaksi

Proses pembuatan metil akrilat ( CH 2CHCOOCH 3 ) ini berlangsung di

dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) pada suhu 80 oC dan tekanan 1

atmosfir dengan bantuan katalis asam sulfat ( H 2SO 4 ).

Reaksi antara asam akrilat ( CH 2CHCOOH ) dengan metanol ( CH 3OH )

adalah suatu reaksi substitusi gugus radikal organik dengan ion hidrogen yang

berasal dari asam. Dengan putusnya ikatan karbonil-oksigen atau ikatan alkil

oksigen, maka terbentuklah air.

Reaksi :

CH 2CHCOOH + CH 3OH CH 2CHCOOCH 3 + H 2O …….. (II-1)

2.2.2. Mekanisme Reaksi

Proses pembuatan metil akrilat dengan proses esterifikasi dilakukan dalam

reaktor alir tangki berpengaduk. Di dalam reaktor terjadi reaksi sebagai berikut,

esterifikasi suatu asam karboksilat berlangsung melalui serangkaian tahap

protonasi dan deprotonasi. Oksigen karbonil diprotonasi, alkohol nukleofilik

H2SO 4


27/122



menyerang karbon positif, dan eliminasi air akan menghasilkan ester yang

dimaksud.

RC-OH RC-OH RC-OH RC-OH

RC-OR

CR

Mekanisme tersebut dapat diringkas sebagai berikut:

RC- OH + R’OH R-COH RCOR’ + H 2O

Gambar 2.1 Mekanisme Reaksi Proses Esterifikasi

(Fessenden & Fessenden, 1986)

2.2.3. Sifat Reaksi

a. Tinjauan Kinetika

Reaksi antara asam akrilat dengan metanol termasuk reaksi orde dua.

Reaksi : Asam akrilat + Metanol Metil akrilat + Air

Persamaan kecepatan reaksi :

-r A = k.C A.CB (II-2)

-r A = k[C Ao(1-x A)].[C Bo-CAoxA] (II-3)

jika :

-H+ H+ OH|

OH|

+ OH||

O||

R

O+- H R

O||

H+

-H+ -H2O H+ OH

|

+ OH||

O||

OH|

R

O|

R

O||

R

O

RC- +OH 2 RC+

OOHO||

H+ || |

OR

|EsterAsam karboksilat

ROH


28/122



CBo/CAo = R

-r A = k.C Ao2.[1-x A][R-x A] (II-4)

Dengan :

CAo = Konsentrasi asam akrilat mula-mula, kmol/L

CBo = Konsentrasi metanol mula-mula, kmol/L

xA = Konversi dari asam akrilat

(US Patent 3.875.212)

b. Tinjauan Termodinamika

Reaksi : CH 2CHCOOH + CH 3OH CH 2CHCOOCH 3 + H 2O

Jika ditinjau dari segi termodinamika, harga ΔG of masing-masing

komponen pada suhu 298 K dapat dilihat pada tabel 2.1. sebagai

berikut :

Tabel 2.1 Harga ΔG of Masing-masing Komponen

Komponen Harga ΔG of (kJ/mol)

Asam akrilat (AA) -286,06

Metanol (M) -162,51

Metil akrilat (MA) -257,32

Air -228,6

(Yaws, 1999)

Total ΔG or 298K = ΔG of produk – ΔG of reaktan (II-5)

= (ΔG of MA + ΔG of air ) – (ΔG of AA + ΔG of M)

= (-257,32 + (-228,6)) - (-286,06+(-162,51))


29/122



= -37,35 kJ/mol

= -37.350 kJ/kmol

15,0752988,314

37.350

RT

f ΔGlnKo

o

Ko = 3,524x10 6

298 1 1ln

K H x

Ko R T To

……………………………...……(II -6)

(Smith VanNess, 1987)

dengan : K o = konstanta kesetimbangan pada suhu 298 K

K = konstanta kesetimbangan pada suhu tertentu

T = temperatur tertentu

ΔH298 = panas reaksi standar pada 298 K

Sedangkan harga ΔH of masing-masing komponen pada suhu 298 K

dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Harga ΔH of Masing-masing Komponen

Komponen Harga ΔH of (kJ/mol)

Asam akrilat (AA) -355,91

Metanol (M) -200,94

Metil Akrilat (MA) -333

Air -241,814

( Yaws, 1999 )

ΔH or 298K = ΔHof produk – ΔH of reaktan ………………………(II -7)

= (ΔH of MA + ΔH of air) – (ΔH of AA + ΔH of M)

= (-333 + (-241,814))-(-355,91 + (-200,94))


30/122



= -17,964 kJ/mol

= -17.964 kJ/kmol

Pada suhu 80 oC (353 K) besarnya konstanta kesetimbangan dapat

dihitung sebagai berikut :

ln

2981

3531

314,8964.17

10524,3 6 x

x

K

K = 1,139 x 10 6

Karena harga K= k 1/k 2 besar, berarti harga k 2 jauh lebih kecil bila

dibandingkan dengan harga k 1 sehingga k 2 diabaikan terhadap k 1 dan

reaksi dianggap berjalan satu arah ( irreversible ).

2.3. Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses

2.3.1. Diagram Alir Proses

Diagram alir prarancangan pabrik metil akrilat dari metanol dan asam

akrilat dapat ditunjukkan dalam tiga macam, yaitu :

a. Diagram alir proses (Gambar 2.2)

b. Diagram alir kualitatif (Gambar 2.3 )

c. Diagram alir kuantitatif ( Gambar 2.4 )


31/122




32/122



DIAGRAM ALIR KUALITATIF PABRIK METIL AKRILAT

R-01

Metil Akrilat AirMetanol Asam Akrilat Asam SulfatP= 1 atmT= 80 o C

Metil Akrilat AirP= 1 atmT= 80 oC

R-02MD-02

Metil Akrilat AirP= 1 atmT= 81,72 oC

Metil Akrilat AirP= 1 atmT= 95,005 oC

Decanter

Metil Akrilat AirMetanol Asam Akrilat Asam SulfatP= 1 atmT= 80 o C

Asam Akrilat Asam Sulfat AirP= 1 atmT= 176,53 oC

Metil Akrilat AirMetanol Asam AkrilatP= 1 atm

T= 99,95o

C

MD-01

Metanol AirP= 1 atmT= 30 oC

Asam akrilat AirP= 1 atmT= 30 oC

Asam Sulfat AirP= 1 atmT= 30 oC

Metil Akrilat AirMetanol Asam Akrilat Asam SulfatP= 1 atmT= 80 oC

ProdukMetil akrilat

Air Asam Akrilat Asam SulfatP= 1 atmT= 37,97 o C

Gambar 2.3 Diagram Alir Kualitatif


33/122



DIAGRAM ALIR KUANTITATIF PABRIK METIL AKRILAT

R-01 R-02MD-

02

Decanter

Asam Akrilat = 13,286 kg/jamAsam Sulfat = 439,634 kg/jamAir = 9,106 kg/jamJumlah = 462,028 kg/jam

MD-01

ProdukMetil akrilat

Metanol = 2685, 441 kg/jamAir = 4,034 kg/jamJumlah =2689,475 kg/jam

Asam Akrilat = 6028,958 kg/jamAir = 60,899 kg/jamJumlah = 6089,857 kg/jam

Metil Akrilat = 6415,723 kg/jamAir = 1416,865 kg/jamMetanol = 298,196 kg/jamAsam Akrilat = 670,939 kg/jamAsam Sulfat = 439,638 kg/jamJumlah = 9241,361 kg/jam

Asam Sulfat = 0,000 kg/jam

Air = 0,000 kg/jamJumlah = 0,000 kg/jam


Metil Akrilat = 7106,221 kg/jamAir = 163,465 kg/jamJumlah = 7269,685 kg/jam


Metil Akrilat = 94,875 kg/jamAir = 1408,679 kg/jamMetanol = 5 ,964 kg/jamAsam Akrilat = 0,134 kg/jamJumlah = 1509,645 kg/jam



Gambar 2.4 Diagram Alir Kuantitatif


34/122



2.3.2 Tahapan Proses

Secara umum proses pembuatan metil akrilat dari asam akrilat dan

metanol dapat dibagi menjadi tiga tahap, yaitu :

1. Unit Penyiapan Bahan

Bahan baku berupa asam akrilat (CH 2CHCOOH) dari tangki penyimpanan

asam akrilat, metanol (CH 3OH) dari tangki penyimpanan metanol pada kondisi

suhu 30 oC dan 1 atm, serta asam sulfat (H 2SO 4) sebagai katalisator dari tangki

penyimpanan asam sulfat pada suhu 30 oC dan tekanan 1 atm dipompa menuju

reaktor pertama (R-01) yang dipasang seri dengan reaktor kedua (R-02) yang

beroperasi pada 80 oC dan 1 atm.

2. Unit Reaksi

Reaksi pembentukan metil akrilat (CH 2CHCOOCH 3) dilakukan didalam

Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB) yang disusun seri yang beroperasi

secara isotermal pada 80 oC dan 1 atm. Perbandingan mol bahan baku asam akrilat

(CH 2CHCOOH) dan metanol (CH 3OH) adalah 1:1. Sebagai katalisator digunakan

asam sulfat (H 2SO 4) 98%. Reaksi yang terjadi bersifat eksotermis, sehingga untuk

menjaga kondisi isotermal perlu dilakukan pengambilan panas. Panas diambil dari

dalam reaktor melalui jaket pendingin .

3. Unit Pemurnian Produk

Tahap ini bertujuan untuk memperoleh produk metil akrilat

(CH 2CHCOOCH 3) hingga mencapai kemurnian 99,5 %. Hasil reaksi dari reaktor

kedua dialirkan menuju decanter yang beroperasi pada suhu 80 oC dan tekanan 1

atm untuk memisahkan fase atas (ringan) dan fase bawah (berat). Fraksi bawah


35/122



decanter yang berupa air, asam sulfat, asam akrilat, metanol, dan metil akrilat

diumpankan ke menara distilasi pertama untuk me recycle asam sulfat.

Metil akrilat dan air yang berasal dari fraksi atas decanter , dialirkan ke

menara distilasi kedua untuk mendapatkan metil akrilat dengan kemurnian 99,5%.

Hasil atas menara distilasi kedua berupa produk metil akrilat 99,5% yang

selanjutnya didinginkan menggunakan HE-02 sampai suhu 40 oC kemudian

disimpan pada tangki penyimpanan pada suhu 30 oC. Sedangkan hasil bawahnya,

didinginkan menggunakan HE-03 sampai suhu 40 oC yang selanjutnya dibuang ke

Unit Pengolahan Limbah.

2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas

Produk : Metil akrilat 99,5 %

Kapasitas perancangan : 55.000 ton/tahun

Waktu operasi selama 1 tahun : 330 hari

Waktu operasi selama 1 hari : 24 jam

2.4.1. Neraca Massa

Diagram alir neraca massa sistem tabel

Basis perhitungan : 1 jam operasi

Satuan : kg


36/122



Tabel 2.3 Neraca Massa Tee

Komponen

Input Output

Arus 2 Arus 9 Arus 4

CH 2CHCOOH 6.028,9581 13,2846 6.042,2427

CH 3OH 0,0000 0,0000 0,0000

CH 2CHCOOCH 3 0,0000 0,0000 0,0000

H2O 60,8986 9,1064 70,0049

H2SO 4 0,0000 439,6375 439,6375

Total 6.551,8851 6.551,8851

Tabel 2.4 Neraca Massa Reaktor I

Komponen

Input Output

Arus 1 Arus 2 Arus 3 Arus 9 Arus 5

CH 2CHCOOH 0,0000 6.028,9581 0,0000 13,2846 670,9398

CH 3OH 2.685,4412 0,0000 0,0000 0,0000 298,1955

CH 2CHCOOCH 3 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 6.415,7229

H2O 4,0342 60,8986 0,0000 9,1064 1.416,8649

H2SO 4 0,0000 0,0000 0,0000 439,6375 439,6375

Total 9.241,3605 9.241,3605


37/122



Tabel 2.5 Neraca Massa Reaktor II

Komponen

Input Output

Arus 5 Arus 6

CH 2CHCOOH 670,9398 13,4188

CH 3OH 298,1955 5,9639

CH 2CHCOOCH 3 6.415,7229 7.201,0952

H2O 1.416,8649 1.581,2451

H2SO 4 439,6375 439,6375

Total 9.241,3605 9.241,3605

Tabel 2.6 Neraca Massa Dekanter

Komponen

Input Output


CH 2CHCOOH 13,4188 13,4188 0,0000

CH 3OH 5,9639 5,9639 0,0000

CH 2CHCOOCH 3 7.201,0952 94,8747 7.106,2205

H2O 1.581,2451 1.417,7803 163,4649

H2SO 4 439,6375 439,6375 0,0000

Total 9.241,3605 9.241,3605


38/122



Tabel 2.7 Neraca Massa Menara Distilasi I

Komponen

Input Output


CH 2CHCOOH 13,4188 13,2846 0,1342

CH 3OH 5,9639 0,0000 5,9639

CH 2CHCOOCH 3 94,8747 0,0000 94,8747

H2O 1.417,7803 9,1064 1.408,6739

H2SO 4 439,6375 439,6375 0,0000

Total 1.971,6752 1.971,6752

Tabel 2.8 Neraca Massa Menara Distilasi II

Komponen

Input Output


CH 2CHCOOH 0,0000 0,0000 0,0000

CH 3OH 0,0000 0,0000 0,0000

CH 2CHCOOCH 3 7.106,2205 196,4982 6.909,7222

H2O 163,4649 128,7426 34,7222

H2SO 4 0,0000 0,0000 0,0000

Total 7.269,6853 7.269,6853


39/122



Tabel 2.9 Neraca Massa Overall

KomponenInput Output

Arus 1 Arus 2 Arus 3 Arus 10 Arus 11 Arus 12

CH 2CHCOOH 0,0000 6.028,9581 0,0000 0,1342 0,0000 0,0000

CH 3OH 2.685,4412 0,0000 0,0000 5,9639 0,0000 0,0000

CH 2CHCOOCH 3 0,0000 0,0000 0,0000 94,8747 196,4982 6.909,7222

H2O 4,0342 60,8986 0,0000 1.408,6739 128,7426 34,7222

H2SO 4 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

Total 8.779,3320 8.779,3320

2.4.2. Neraca Panas

Tabel 2.10 Neraca Panas Tee

Panas masuk (kJ/jam) Panas keluar (kJ/jam)

Panas umpan masuk 1 63.826,019 Panas keluar campuran 175.473,77

Panas umpan masuk 2 111.647,7556

Total 175.473,77 Total 175.473,77


40/122



Tabel 2.11 Neraca Panas Reaktor I


Panas umpan masuk 209.180,8770 Panas produk keluar 1.154.715,595

Panas reaksi 1.340.140,073 Pendingin yang dibutuhkan 394.605,3543

Total 1.549.320,95 Total 1.549.320,95

Tabel 2.12 Neraca Panas Reaktor II


Panas umpan masuk 1.154.715,595 Panas produk keluar 1.155.967,632

Panas reaksi 164.051,4815 Pendingin yang dibutuhkan 162.799,4452

Total 1.318.767,077 Total 1.318.767,077

Tabel 2.13 Neraca Panas Dekanter


Panas umpan masuk 1.155.967,6317 Panas produk keluar atas 782.330,7178

Panas produk keluar bawah 373.636,9139

Total 1.155.967,6317 Total 1.155.967,6317


41/122



Tabel 2.14 Neraca Panas Menara Distilasi I


Panas dalam umpan 519.197,0781 Beban panas kondensor 4.840.233,24

Beban panas reboiler 4.887.420,4493 Panas dalam distilat 454.728,7875

Panas dalam bottom 111.655,5001

Total 5.406.617,527 Total 5.406.617,527

Tabel 2.15 Neraca Panas Menara Distilasi II


Panas dalam umpan 782.330,72 Beban panas kondensor 5.252.408,79

Beban panas reboiler 5.285.266,71 Panas dalam distilat 751.015,56

Panas dalam bottom 64.173,07

Total 6.067.597,42 Total 6.067.597,42


42/122



2.5 L ay Out Pabrik dan Peralatan

2.5.1 L ay Out Pabrik

Tata letak 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 para pekerja serta

keselamatan proses.

Untuk mencapai kondisi yang optimal, maka hal-hal yang harus

diperhatikan dalam menentukan tata letak pabrik adalah :

1. Pabrik Metil Akrilat ini merupakan perancangan awal, sehingga penentuan

lay out dibatasi oleh bangunan yang ada.

2. Kemungkinan perluasan pabrik sebagai pengembangan pabrik di masa

depan.

3. Faktor keamanan sangat diperlukan untuk bahaya kebakaran dan ledakan,

maka perencanaan lay out selalu diusahakan jauh dari sumber api, bahan

panas, dan dari bahan yang mudah meledak, juga jauh dari asap atau gas

beracun.

4. Sistem kontruksi yang direncanakan adalah outdoor untuk menekan biaya

bangunan dan gedung, dan juga karena iklim Indonesia memungkinkan

konstruksi secara outdoor .

5. Lahan terbatas sehingga diperlukan efisiensi dalam pemakaian dan

pengaturan ruangan / lahan.

(Vilbrant, 1959)


43/122



Secara garis besar lay out dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu :

a. Daerah administrasi/perkantoran, laboratorium dan ruang kontrol

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

b. Daerah proses

Merupakan daerah dimana alat proses diletakkan dan proses

berlangsung.

c. Daerah penyimpanan bahan baku dan produk.

Merupakan daerah untuk tangki bahan baku dan produk.

d. Daerah gudang, bengkel dan garasi.

Merupakan daerah untuk menampung bahan-bahan yang diperlukan

oleh pabrik dan untuk keperluan perawatan peralatan proses.

e. Daerah utilitas

Merupakan daerah dimana kegiatan penyediaan bahan pendukung

proses berlangsung dipusatkan.

f. Daerah pengembangan

Merupakan area kosong yang disediakan apabila pabrik akan

melakukan perluasan daerah proses.

(Vilbrant, 1959)


44/122



Skala = 1 : 1000Keterangan

: Taman

: Arah jalan

PROSES

AreaPerluasan

Utilitas UP L

C o n

t r o

l

R o o m

L a

b o r a

t o r i u m

RuangGenerator

G u

d a n g

S a

f e t y

PemadamKebakaran

B e n g

k e

l

P o

l i k l i n i k

KANTOR

Parkir Parkir

kantin

mushola

PintuDarurat

G a r a s

i

P o s

k e a m a n a n

Gambar 2.5 Lay Out Pabrik


45/122



2.5.2. L ay Out Peralatan

Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menentukan lay out peralatan

proses pada pabrik Metil Akrilat, antara lain :

1. Aliran bahan baku dan produk

Pengaliran bahan baku dan produk yang tepat akan memberikan

keuntungan ekonomi yang besar serta menunjang kelancaran dan

keamanan produksi.

2. Aliran udara

Aliran udara di dalam dan di sekitar area 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.

3. Cahaya

Penerangan seluruh pabrik harus memadai dan pada tempat-tempat proses

yang berbahaya atau beresiko tinggi perlu adanya penerangan tambahan.

4. Lalu lintas manusia

Dalam perancangan lay out pabrik perlu diperhatikan agar pekerja dapat

mencapai seluruh alat proses dangan cepat dan mudah. Hal ini bertujuan

apabila terjadi gangguan pada alat proses dapat segera diperbaiki.

Keamanan pekerja selama menjalani tugasnya juga diprioritaskan.

5. Pertimbangan ekonomi

Dalam menempatkan alat-alat proses diusahakan dapat menekan biaya

operasi dan menjamin kelancaran dan keamanan produksi pabrik.


46/122



6. 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.

(Vilbrant, 1959)

Tata letak alat-alat proses harus dirancang sedemikian rupa sehingga :

- Kelancaran proses produksi dapat terjamin.

- Dapat mengefektifkan luas lahan yang tersedia.

- Karyawan mendapat kepuasan kerja agar dapat meningkatkan

produktifitas kerja disamping keamanan yang kerja.


47/122



T-01

T-02

T-04/A T-04/B

R-02

DC

MD-01

HE-01RB-01

CD-01

MD-02

HE-02

RB-02

CD-02

HE-03

ACC-01 ACC-02

7 m

4 m

26,29 m

15 m R-01

2 1 m

16 m

10 m

5 m 5 m

7 m

SKALA 1:300

1 0 0 m

80 m

2 m

2 m

KETERANGAN:T-01 : TANGKI METANOLT-02 : TANGKI ASAM AKRILATT-04 : TANGKI METIL AKRILATR-01 : REAKTOR IR-02 : REAKTOR IIDC : DECANTERMD-01 : MENARA DISTILASI IMD-02 : MENARA DISTILASI II

CD-01 : CONDENSER MD-01RB-01 : REBOILER MD-01 ACC-01 : ACCUMULATOR MD-01CD-02 : CONDENSER MD-02RB-02 : REBOILER MD-02 ACC-02 : ACCUMULATOR MD-02HE-01 : HEAT EXCHANGER IHE-02 : HEAT EXCHANGER IIHE-03 : HEAT EXCHANGER III

Gambar 2.6 Lay Out Peralatan Proses


48/122

5Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses EsterifikasiKapasitas 55.000 Ton/ Tahun

Bab III Spesifikasi Alat 38

BAB III

SPESIFIKASI ALAT

3.1 Reaktor

Kode : R-01, R-02

Tugas : Mereaksikan metanol dan asam akrilat menggunakan

katalis asam sulfat

Tipe : Reaktor Alir Tangki Berpengaduk

Jumlah : 2 buah

Volume : 319,55 ft 3 = 9,05 m 3

Bahan : Low Alloy Steel SA 204 grade C

Kondisi :

P = 1 atm

T = 80 0C

t = 44,62 menit

Dimensi shell :

Diameter tangki : 6,9624 ft (2,1220 m)

Tinggi tangki : 6,9624 ft (2,1220 m)

Tebal shell : 0,1875 in

Dimensi head :

Bentuk : Torispherical dished head

Tebal head : 0,25 in

Tinggi total : 9,6085 ft (2,9287 m)


49/122


Bab III Spesifikasi Alat

Pengaduk :

Tipe : 6 blade plate turbine impeller with 4 baffle

Jumlah : 1 buah

Diameter : 2,3208 ft (0,7074 m)

Jarak impeller dengan bottom : 2,3788 ft (0,2751 m)

Kecepatan : 91,9256 rpm

Power : 6 HP

Tegangan : 220/380 volt

Frekuensi : 50 Hz

Jaket pendingin :

Tinggi jaket : 6,9624 ft (2,1222 m)

Lebar jaket untuk R-01 : 0,1384 ft (0,0422 m)

untuk R-02 : 0,0807 ft (0,0246 m)

Tinggi cairan : 6,2746 ft (1,9125 m)

Suhu masuk : 30 0C

Suhu keluar : 40 0C

3.2 Decanter

Kode : DC

Fungsi : Memisahkan campuran berdasarkan kelarutan

Jenis : Continuous gravity decanter

Bentuk : Silinder horizontal

Jumlah : 1 buah


50/122



Bahan : Low Alloy Steel SA 204 grade C

Kondisi Operasi :

Tekanan : 1 atm

Suhu : 80 0C

Waktu tempuh : 457,99 detik (7,6332 menit)

Waktu settling : 33,39 detik (0,5565 menit)

Dimensi shell :

Diameter : 0,7642 m

Panjang : 2,2926 m

Tebal : 0,1875 in

Dimensi head :

Jenis : Torispherical dished head

Tebal : 0,1875 in

Panjang : 0,1741 m

Panjang total : 2,6408 m

Tinggi keluaran fase atas : 0,5403 m

Tinggi keluaran fase bawah : 0,4542 m

Tinggi permukaan interface : 0,1695 m


51/122



3.3 Menara Distilasi

Tabel 3.1 Spesifikasi Menara Distilasi

Spesifikasi Menara Distilasi I Menara Distilasi II

Kode MD-01 MD-02

Fungsi

Merecycle asam sulfat

yang akan dikembalikan

ke reaktor pertama

(R-01)

Memisahkan produk metil

akrilat dan air dengan top

product larutan metil akrilat

99,5% wt

Jenis Tray column Tray column

Jumlah 1 buah 1 buah

Material Low Alloy Steel SA 204

grade C

Stainless steel SA 167

grade 3 type 304

Tekanan

operasi1 atm 1 atm

Suhu top 99,95 o C 81,72 o C

Suhu bottom 176,53 o C 95,005o

C

Diameter 0,9366 m 1,2547 m

Tebal shell

atas0,0064 m (0,25 in) 0,0048 m (0,1875 in)

Tebal shell

bawah0,0159 m (0,625 in) 0,0079 m (0,3125 in)

Jenis head Torispherical head Torispherical head


52/122



Spesifikasi Menara Distilasi I Menara Distilasi II

Tinggi head

atas0,2069 m 0,2462 m

Tinggi head

bawah0,2085 m 0,2462 m

Tebal head

atas0,00476 m (0,1875 in) 0,00476 m (0,1875 in)

Tebal head

bawah 0,0635 m (0,25 in) 0,00476 m (0,1875 in)

Jenis plate Sieve tray Sieve tray

Jumlah plate 33 22

Plate

spacing 0,5 m 0,5 m

Feed plate Plate ke-6 dari atas Plate ke-11 dari atas

Tinggi total 22,5332 m 18,4319 m

3.4 Condenser

Tabel 3.2 Spesifikasi Condenser

Spesifikasi Condenser 1 Condenser 2

Kode alat CD-01 CD-02

Fungsi Mengkondensasikan uap

hasil atas MD-01

Mengkondensasikan uap

hasil atas MD-02

Tipe Shell and Tube Shell and tube


53/122





Beban panas 4.840.233,24 kJ/jam 5.252.408,79 kJ/jam

Luas transfer

panas

291,7789 ft 623,2589 ft

Panjang pipa 1,8288 m 1,8288 m

Shell side

Fluida Vapor top product MD-01 Vapor top product MD-02

Laju alir 2.332 kg/jam 13.707,85 kg/jam

Material Stainless steel SA 167

grade 3 type 304


grade 3 type 304

Suhu masuk 99,95 oC 81,721 oC

Suhu keluar 99,70 oC 81,362 oC

ID shell 39 in 39 in

Baffle 29,25 in 29,25 in

Pass 1 1

Presssure

drop

0,3212 psi 1,7358 psi

Tube side

Fluida Air pendingin Air pendingin

Laju alir 94.448,0833 kg/jam 102.490,9170 kg/jam

Material Titanium


54/122




Suhu masuk 30 o C 30 o C

Suhu keluar 40 o C 40 o C

OD tube 0,75 in 0,75 in

ID tube 0,652 in 0,652 in

BWG 18 18

Jumlah tube 248 530

Susunan Triangular Triangular

Pitch 1 in 1 in

Pass 2 2

Presssure

drop

4,6316 psi 1,4019 psi

Rd required 0,0015 hr.ft F/BTU 0,0015 hr.ft F/BTU

Rd calculated 0,0017 hr.ft F/BTU 0,0024 hr.ft F/BTU

3.5 Reboiler

Tabel 3.3 Spesifikasi Reboiler

Spesifikasi Reboiler 1 Reboiler 2

Kode alat RB-01 RB-02

Fungsi Menguapkan sebagian Menguapkan sebagian


55/122




liquid hasil bawah MD-01 liquid hasil bawah MD-02

Tipe Kettle Kettle


Beban panas 4.887.420,4493 kJ/jam 5.285.266,7055 kJ/jam

Panjang pipa 1,8288 m 1,8288 m

Shell side

Fluida Hasil bawah MD-01 Hasil bawah MD-02


Material Low Alloy Steel SA 204

grade C


grade 3 type 304



ID shell 29 in 19,25 in

Baffle 21,75 in 14,437 in

Pass 1 1

Presssure

drop

Diabaikan Diabaikan

Tube side

Fluida Steam Steam


Material Cast steel Cast steel


56/122






OD tube 0,75 in 0,75 in

ID tube 0,652 in 0,652 in

BWG 18 18

Jumlah tube 630 333

Susunan Triangular Triangular

Pitch 1 in 1 in

Pass 2 2

Presssure

drop

0,0080 psi 0,0081 psi

Rd required 0,0010 hr.ft F/BTU 0,0010 hr.ft F/BTU

Rd calculated 0,0012 hr.ft F/BTU 0,0013 hr.ft F/BTU

3.6 Accumulator

Tabel 3.4 Spesifikasi Accumulator

Spesifikasi Accumulator 1 Accumulator 2

Kode alat ACC-01 ACC-02

Fungsi Menyimpan kondensat

dari CD-01

Menyimpan kondensat

dari CD-02


57/122



Spesifikasi Accumulator 1 Accumulator 2

Tipe Tangki horizontal Tangki horizontal


Suhu operasi 99,70 oC 81,212 oC

Tekanan operasi 1 atm 1 atm

Material Stainless steel SA 167

grade 3 type 304


grade 3 type 304

Volume 0,4889 m 3,1220 m

Shell

Diameter 0,5786 m 1,0734 m

Panjang shell 1,7375 m 3,2202 m

Tebal shell 0,004763 m (0,1875 in) 0,004763 m (0,1875 in)

Head

Tebal head 0,004763 m (0,1875 in) 0,00635 m (0,25 in)

Panjang head 0,1391 m 0,2175 m

Panjang total 2,0139 m 3,6552 m


58/122



3.7 Tangki Penyimpanan

Tabel 3.5 Spesifikasi Tangki

Spesifikasi Tangki

Bahan Baku

Tangki

Bahan Baku

Tangki Produk

Kode alat T-01 T-02 T-04

Fungsi Menyimpan

metanol selama

30 hari

Menyimpan asam

akrilat selama

15 hari

Menyimpan metil

akrilat selama

30 hari

Tipe Tangki silinder

tegak dasar rata

dan atap conical

Tangki silinder

tegak dasar rata

dan atap conical

Tangki silinder

tegak dasar rata

dan atap conical

Jumlah 1 buah 1 buah 2 buah

Volume 18.664 bbl

(783.916,7179

gallon)

15.912,8232 bbl

(668.338,576

gallon)

40.004,36 bbl

(1.680.183,104

gallon)

Suhu operasi 30 oC 30 ºC 30 ºC

Tekanan

operasi

1 atm 1 atm 1 atm

Material

Carbon steel

SA 283 C

Stainless steel SA

167 grade 3 type

304

Stainless steel SA

167 grade 3 type

304

Dimensi tangki

Diameter 18,2880 m 18,288 m 21,3360 m


59/122



Spesifikasi Tangki

Bahan Baku

Tangki

Bahan Baku

Tangki Produk

Tinggi 12,8016 m 10,973 m 9,1440 m

Tebal shell

Course 1 1,25 in

(0,0317 m)

1,125 in

(0,0286 m)

1,375 in

(0,0349 m)

Course 2 1,1875 in

(0,0302 m)

1 in

(0,0254 m)

1,25 in

(0,0317m)

Course 3 1,125 in

(0,0286 m)

1 in

(0,0254 m)

1,25 in

(0,0317 m)

Course 4 1 in

(0,0254 m)

0,875 in

(0,0222 m)

1,125 in

(0,0286 m)

Course 5 1 in

(0,0254 m)

0,875 in

(0,0222 m)

1 in

(0,0254 m)

Course 6 0,9375 in

(0,0238 m)

0,875 in

(0,0222 m)

Course 7 0,875 in

(0,0222 m)

Tebal head 0,25 in

(0,0063 m)

0,4375 in

(0,0111 m)

0,25 in

(0,0063 m)

Tinggi head 1,2212 m 1,3457 m 1,7592 m

Sudut θ 7,611 o 8,372 o 9,369 o

Tinggi total 14,0228 m 12,3185 m 10,9032 m


60/122



3.8 Heat Exchanger

Tabel 3.6 Spesifikasi Heat Exchanger

Spesifikasi H eat Exchanger 1 H eat Exchanger 2 H eat Exchanger 3

Kode alat HE-01 HE-02 HE-03

Fungsi Menurunkan suhu

campuran keluaran

ACC-01 yang

akan dibuang ke

UPL

Menurunkan suhu

campuran keluaran

ACC-02 yang akan

disimpan ke tangki

penyimpanan metil

akrilat 99,5 %wt

Menurunkan suhu

campuran keluaran

RB-02 yang akan

dibuang ke UPL

Tipe Double pipe Double pipe Double pipe

Jumlah 1 buah 1 buah 1 buah

Beban panas 363.344,5358

kJ/jam

556.544,9279

kJ/jam

50.615,3142

kJ/jam

Annulus

Fluida Campuran

keluaran ACC-01

Larutan metil akrilat

99,5 %wt

Campuran keluaran

RB-02

Laju alir 1509,65 kg/jam 6.944,44 kg/jam 325,24 kg/jam

Material Stainless steel SA 167 grade 3 type 304

Suhu masuk 99,6976 oC 81,3624 oC 95,007 oC

Suhu keluar 40 oC 40 oC 40 oC

OD 4,5 in 3,5 in 3,5 in

ID 4,026 in 3,068 in 3,068 in


61/122



Spesifikasi H eat Exchanger 1 H eat Exchanger 2 H eat Exchanger 3

Pressure

drop

0,3954 psi 2,1627 psi 0,0561 psi

Inner pipe

Fluida Air Pendingin Air Pendingin Air Pendingin

Laju alir 8.679,3812 kg/jam 13.294,4496 kg/jam 1.209,0717 kg/jam

Material Titanium

Suhu masuk 30 oC 30 oC 30 oC

Suhu keluar 40 oC 40 oC 40 oC

OD 3,5 in 2,38 in 2,38 in

ID 3,068 in 2,067 in 2,067 in

Pressure

drop

0,0007 psi 0,0207 psi 0,0007 psi

Rd

required

0,0015

hr.ft 2F/BTU

0,0015

hr.ft 2F/BTU

0,0015

hr.ft 2F/BTU

Rd

calculated

0,0020

hr.ft 2F/BTU

0,0024

hr.ft 2F/BTU

0,0018

hr.ft 2F/BTU


62/122


Bab III Spesifikasi Alat 52

3.9 Pompa

Tabel 3.7 Spesifikasi Pompa

Spesifikasi Pompa 1 Pompa 2 Pompa 3 Pompa 4 Pompa 5 Pompa 6 Pompa 7

Kode alat P-01 P-02 P-03 P-04 P-05 P-06 P-07

Fungsi Mengalirkan

metanol dari

T-01 ke R-01

Mengalirkan

metanol dari

T-02 ke R-01

Mengalirkan

hasil bawah

R-01 ke R-02

Mengalirkan

hasil bawah

decanter ke

feed plate

MD-01

Mengalirkan

hasil atas

decanter ke

feed plate

MD-02

Mengalirkan

hasil atas MD-

01 sebagai

reflux dan

menuju UPL

Mengalirkan

hasil atas MD-

02 sebagai

reflux dan

menuju T-04

Jenis Centrifugal Centrifugal Centrifugal Centrifugal Centrifugal Centrifugal Centrifugal

Kapasitas 18,1465 gpm 31,1278 gpm 53,3674 gpm 9,6806 gpm 43,6716 gpm 13,0061 gpm 123,501 gpm

Power

pompa

0,25 HP 0,5 HP 0,5 HP 0,3333 HP 1,5 HP 1 HP 3 HP


63/122



Spesifikasi Pompa 1 Pompa 2 Pompa 3 Pompa 4 Pompa 5 Pompa 6 Pompa 7

Power

motor

0,5 HP 0,75 HP 0,75 HP 0,5 HP 2 HP 1,5 HP 5 HP

NPSH

required

14,9096 ft 19,5273 ft 25,5685 ft 10,8897 ft 23,1296 ft 1,3641 ft 6,1169 ft

NPSH

available

20,6384 ft 38,5524 ft 25,7449 ft 35,1959 ft 23,2427 ft 50,9757 ft 37,0709 ft

Pipa

Nominal 1,5 in 2 in 3 in 1,25 in 2,5 in 1,25 in 4 in

SN 40 40 40 40 40 40 40

ID 1,61 in 2,067 in 3,068 in 1,38 in 2,469 in 1,38 in 4,026 in


64/122

Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses EsterifikasiKapasitas 55.000 Ton / Tahun

Bab IV Unit Pendukung Proses dan Laboratorium

54

BAB IV

UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM

4.1 Unit Pendukung Proses

Utilitas merupakan unit penunjang proses produksi untuk menjamin

kelangsungan proses dalam suatu pabrik.

Unit pendukung proses yang terdapat dalam pabrik metil akrilat adalah :

1. Unit pengadaan air

Unit ini bertugas menyediakan dan mengolah air untuk memenuhi kebutuhan

air sebagai berikut :

a. Air pendingin

b. Air konsumsi umum dan sanitasi

d. Air umpan boiler

2. Unit pengadaan steam

Unit ini bertugas untuk menyediakan kebutuhan steam sebagai media

pemanas untuk reboiler

3. 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.

4. Unit pengadaan listrik

Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk

peralatan proses, peralatan utilitas, peralatan elektronik atau alat-alat listrik,


65/122

Prarancangan Pabrik Metil Akrilat Dari Metanol dan Asam Akrilat dengan Proses EsterifikasiKapasitas 55.000 Ton / Tahun 55


AC, maupun penerangan. Listrik disuplai dari PLN dan disediakan generator

sebagai cadangan apabila listrik dari PLN mengalami gangguan.

5. Unit pengadaan bahan bakar

Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk kebutuhan generator dan

boiler .

4.1.1 Unit Pengadaan Air

Air konsumsi umum dan sanitasi serta air umpan boiler yang digunakan

adalah air yang diperoleh dari PT. Krakatau Tirta Industri (PT. KTI). Sedangkan

untuk air pendingin dan air pemadam kebakaran menggunakan air dari laut yang

tidak jauh dari lokasi pabrik.

4.1.1.1 Air Pendingin dan Air Pemadam Kebakaran

Air pendingin dan air pemadam kebakaran yang digunakan adalah air laut

yang diperoleh dari laut yang tidak jauh dari lokasi pabrik. Alasan digunakannya

air laut sebagai media pendingin adalah karena faktor-faktor sebagai berikut :

a. Air laut dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah.

b. Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya.

c. Dapat menyerap sejumlah panas per satuan volume yang tinggi.

d. Tidak terdekomposisi.

e. Tidak dibutuhkan cooling tower , karena air laut langsung dibuang lagi ke

laut.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengolahan air laut sebagai

pendingin adalah :

a. Partikel-partikel besar/mikroba (makhluk hidup laut dan konstituen lain)


66/122



b. Partikel-partikel kecil/mikroba laut (ganggang dan mikroorganisme laut)

yang dapat menyebabkan fouling pada alat-alat proses.

Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin

No Kode Alat AlatKebutuhan

( kg/jam )

1. R-01 Reaktor-01 9.426,4181

2. R-02 Reaktor-02 3.888,9884

3. CD-01 Condenser Menara Distilasi I 94.448,0833

4. CD-02 Condenser Menara Distilasi II 102.490,9170

5. HE-01Cooler hasil atas Menara

Distilasi I

8.679,3812

6. HE-02 Cooler produk metil akrilat 13.294,4495

7. HE-03Cooler hasil bawah Menara

Distilasi II

1.209,0717

Selain digunakan untuk pendingin pada penukar panas, air laut juga digunakan

untuk keperluan pemadam kebakaran. Sehingga, total kebutuhan air pendingin

256.781,04 kg/jam.

4.1.1.2 Air Konsumsi Umum dan Sanitasi

Sumber air untuk keperluan konsumsi dan sanitasi berasal dari PT. KTI.

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.


67/122



Syarat fisik :

Suhu di bawah suhu udara luar

Warna jernih

Tidak mempunyai rasa dan tidak berbau

Syarat kimia :

Tidak mengandung zat organik

Tidak beracun

Syarat bakteriologis :

Tidak mengandung bakteri – bakteri, terutama bakteri yang pathogen .

Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi dapat dilihat pada Tabel 4.2

Tabel 4.2 Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi

No Nama Unit Kebutuhan ( kg/hari)

1. Perkantoran 5.000

2. Laboratorium 3.200

3. Kantin 1.000

4. Hydrant /Taman 920

5. Poliklinik 90

Jumlah air 18.420

Kebutuhan air konsumsi umum dan sanitasi = 10.210 kg/hari

= 425,417 kg/jam


68/122



4.1.1.3 Air Umpan Boiler

Untuk kebutuhan umpan boiler , sumber air yang digunakan sama

dengan air konsumsi umum dan sanitasi. Beberapa hal yang perlu diperhatikan

dalam penanganan air umpan boiler antara lain:

a. Kandungan yang dapat menyebabkan korosi.

Korosi yang terjadi di dalam boiler 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 dari proses pemanasan dapat menyebabkan pembusaan karena adanya

zat-zat organik, anorganik, dan zat-zat tidak larut dalam jumlah besar.

Jumlah air yang dibutuhkan untuk umpan boiler sebesar 5.422,1301 kg/jam.

Jumlah air ini hanya pada awal start up pabrik, untuk kebutuhan selanjutnya

hanya diperlukan air make up saja. Jumlah air untuk keperluan make up sebesar

1.084,4260 kg/jam.

4.1.1.4 Pengolahan AirPengolahan air untuk kebutuhan pabrik meliputi pengolahan secara fisik

dan kimia, maupun penambahan desinfektan .

Pengolahan air laut

Untuk menghindari fouling yang terjadi pada alat-alat penukar panas

maka perlu diadakan pengolahan air laut. Pengolahan dilakukan secara fisis


69/122



dan kimia. Pengolahan secara fisis adalah dengan screening dan secara kimia

adalah dengan penambahan chlorine . Tahapannya adalah sebagai berikut :

Air laut dihisap dari kolam yang langsung berada di pinggir laut dengan

menggunakan pompa, dalam pengoperasian digunakan dua buah pompa, satu

service dan satunya standby . Sebelum masuk pompa, air dilewatkan pada

traveling screen untuk menyaring partikel dengan ukuran besar. Pencucian

dilakukan secara kontinyu. Setelah dipompa kemudian dialirkan ke strainer

yang mempunyai saringan stainless steel 0,4 mm dan mengalami pencucian

balik secara periodik. Air laut kemudian dialirkan ke pabrik. Di dalam kolam

diinjeksikan Sodium hipoklorit untuk menjaga kandungan klorin minimum 1

ppm. Dalam perancangan ini diinjeksikan klorin sebanyak 1 ppm. Sodium

hipoklorit dibuat di dalam Chloropac dengan bahan baku air laut dengan cara

elektrolisa. Klorin diinjeksikan secara kontinyu dalam kolam dan secara

intermittent di pipa pengaliran.

Skema pengolahan air laut pabrik metil akrilat disajikan pada Gambar

4.1


70/122



PWT- 01

Chlorine

Air laut

Pendingin HE

TU -01

Saringanawal

PemadamKebakaran

PWT- 02

Travelingscreen

Strainer,

untuk d>0.4mmcontinue

intermittent

BU- 01

Keterangan gambar :

PWT : Pompa Water Treatment

BU : Bak Utilitas

TU : Tangki Utilitas

Gambar 4.1 Skema Pengolahan Air Laut

Pengolahan air KTI

Air baku ( treated water ) yang diambil dari PT. KTI dialirkan ke

clarifier untuk mengurangi materi yang mengendap. Air yang mengalir

berlebihan ( over flow ) dari clarifier dialirkan secara gravitasi ke filter yang

berjenis gravity sand filter dengan menggunakan pasir kasar dan halus, untuk

menghilangkan sisa-sisa materi yang terendap dalam jumlah kecil. Air yang

telah disaring selanjutnya ditampung ke bak penampung air untuk kemudian

dipompakan ke tangki air konsumsi dan sanitasi umum.

Pengolahan air umpan boiler

Tahapan pengolahan air agar dapat digunakan sebagai air umpan boiler

meliputi :


71/122



a. 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

Aldex C-800H dengan notasi RH 2. Adapun reaksi yang terjadi dalam

kation exchanger adalah:

2NaCl + RH 2 → RNa 2 + 2 HCl (IV-1)

CaCO 3 + RH 2 → RCa + H 2CO 3 (IV-2)

BaCl 2 + RH 2 → RBa + 2 HCl (IV-3)

Apabila resin sudah jenuh maka pencucian dilakukan dengan

menggunakan larutan H 2SO 4 2%. Reaksi yang terjadi pada waktu

regenerasi adalah:

RNa 2 + H 2SO 4 → RH 2 + Na 2SO 4 (IV-4)

RCa + H 2SO 4 → RH 2 + CaSO 4 (IV-5)

RBa + H 2SO 4 → RH 2 + BaSO 4 (IV-6)

b. Anion Exchanger

Alat ini berfungsi untuk mengikat ion-ion negatif yang ada dalam

air lunak. Dan resin yang digunakan adalah jenis Amberlite IRN78

dengan notasi R(OH) 2. Reaksi yang terjadi di dalam anion exchanger

adalah:

R(OH) 2 + 2 HCl → RCl 2 + 2 H 2O (IV-7)

R(OH) 2 + H 2SO 4 → RSO 4 + 2 H 2O (IV-8)

R(OH) 2 + H 2CO 3 → RCO 3 + 2 H 2O (IV-9)


72/122



Pencucian resin yang sudah jenuh digunakan larutan NaOH 4%.

Reaksi yang terjadi saat regenerasi adalah:

RCl 2 + 2 NaOH → R(OH) 2 + 2 NaCl (IV-10)

RSO 4 + 2 NaOH → R(OH) 2 + 2 Na 2SO 4 (IV-11)

RCO 3 + 2 NaOH → R(OH) 2 + 2 Na 2CO 3 (IV-12)

c. Deaerasi

Air yang sudah diolah di unit demineralisasi masih mengandung

gas – gas terlarut, terutama oksigen dan karbon dioksida. Gas tersebut

dihilangkan karena dapat menyebabkan korosi.

Proses pengurangan gas-gas dalam unit deaerasi dilakukan secara

mekanis dan kimiawi. Proses mekanis dilakukan dengan cara

mengontakkan air umpan boiler dengan uap tekanan rendah, yang

mengakibatkan sebagian besar gas terlarut dalam air umpan terlepas

dan dikeluarkan ke atmosfer. Selanjutnya dilakukan proses kimiawi

dengan penambahan bahan kimia hidrazin untuk menghilangkan sisa-

sisa gas terlarut terutama gas oksigen sehingga dapat mencegah korosi

pada boiler . Adapun reaksi yang terjadi adalah:

N2H

4 (aq)

+ O2 (g)

→ N2 (g)

+ 2 H2O

(l) (IV-13)

Skema pengolahan air dari PT.Krakatau Tirta Industri di pabrik metil

akrilat disajikan pada Gambar 4.2


73/122



63

Kantor

CLSP

BlowDown

Dari KTI

BlowDown

PWT-04

AEKE

PWT-05

Deaerator

PWT-06

TU-04

PWT-03

TU-03

BU-02

Keterangan gambar :

CL : Clarifier TU : Tangki Utilitas KE : Kation Exchanger

SP : Saringan Pasir PWT : Pompa Water Treatment AE : Anion Exchanger

BU : Bak Utilitas

Gambar 4.2 Skema Pengolahan Air KTI


74/122



4.1.2 Unit Pengadaan Steam

Steam yang diproduksi pada prarancangan pabrik metil akrilat ini

digunakan sebagai media pemanas pada Reboiler -01 dan Reboiler- 02. Untuk

memenuhi kebutuhan steam digunakan 1 buah boiler . Steam yang dihasilkan dari

boiler ini adalah saturated steam yang mempunyai suhu 194,44 oC dan tekanan

13,702 atm. Jumlah steam yang dibutuhkan sebesar 4.929,2092 kg/jam. Untuk

menjaga kemungkinan kebocoran steam pada saat distribusi dan make up

blowdown pada boiler maka, jumlah steam dilebihkan sebanyak 10%. Jadi jumlah

steam yang dibut

Documents

metil akrilate