16
PRARANCANGAN Disusun sebagai s pada P UNIVER N PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN salah satu syarat menyelesaikan Program S a Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Oleh : NORMA SEPTIANA D 500 120 022 PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK RSITAS MUHAMMADIYAH SURAKAR 2017 AN BENZENA Studi Strata I RTA

PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN …eprints.ums.ac.id/52131/12/NASKAH PUBLIKASI FIX.pdfPRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS

  • Upload
    vuthu

  • View
    246

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN …eprints.ums.ac.id/52131/12/NASKAH PUBLIKASI FIX.pdfPRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS

PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA

DENGAN PROSES Q-MAX

KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN

Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I

pada Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik

Oleh :

NORMA SEPTIANA

D 500 120 022

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA

DENGAN PROSES Q-MAX

KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN

Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I

pada Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik

Oleh :

NORMA SEPTIANA

D 500 120 022

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA

DENGAN PROSES Q-MAX

KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN

Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I

pada Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik

Oleh :

NORMA SEPTIANA

D 500 120 022

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

Page 2: PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN …eprints.ums.ac.id/52131/12/NASKAH PUBLIKASI FIX.pdfPRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS

IIALAMAN PERSETUJUAN

PRARANCAI\IGAI\I PABRIK CT'MEN DARI PROPILEN DA]Y BENZENA

DENGAI{ PROSES Q-MAX

I(APASITAS IOOO.OOO TON/TAIIT]N

PUBLIKASI ILMIAII

Oleh:

NORMA SEPTIANA

Telah dipedksa dao disetujui rmtuk diuji oleh:

Dosen

Petnbimbing

@Eni Budiyatl S.T.. llfl.Ene

NIIE ryi

Asus
Typewritten text
i
Page 3: PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN …eprints.ums.ac.id/52131/12/NASKAH PUBLIKASI FIX.pdfPRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS

HALAMAN PENGESAIIAN

PRARANCAI\IGAI\I PABRIK CT]MEN DARI PROPILEN DAIY BENZENA

DENGAI\I PROSES Q-MAX

KAPASITAS IOO.OOO TON/TAHI]N

UIYIVERSITAS MI]HAMMADTYAH SURAKARTA

OLEH

uonul srpTlnxlD s00 120022

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji

Fakultas TeknikUniversitas Muhammadiyah Surakarta

Pada hari Rabu 05 April 2017

Dan dinyatakan telatr memenuhi syarat

Dewan Penguji :

l. Dr.Ir. Ahmad, M Fuadi

(Ketua Dewan Penguji)

2.Ti Widayatro, S.T., M.Sc., Ph.D.

(Anggota 1 Dewan Penguji)

3. Eni Budiyati, S.T., M.Eng

(Anggota 2 Dewan Penguji)

(...................

Asus
Typewritten text
ii
Page 4: PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN …eprints.ums.ac.id/52131/12/NASKAH PUBLIKASI FIX.pdfPRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS

!

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam naskah publikasi ini tidak

terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu

pergunran tingg dan sepaqiang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau

pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan olang lain, kecuali secara tprhrlis

diacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka

Apabila kelak t€rh*ti ada ketidakbenaran dalam pernyataan saya di atas'

maka akan saya p€rtanggmgiawabkan

Surakarta 05 APril2017

Penulis,

NORMA SEPTIANA

D 5{10 720 022

Asus
Typewritten text
iii
Page 5: PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN …eprints.ums.ac.id/52131/12/NASKAH PUBLIKASI FIX.pdfPRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS

1

PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENADENGAN PROSES Q-MAX

KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN

Abstrak

Cumen merupakan bahan baku dalam proses pembuatan fenoldan aseton. Cumen diproduksi dengan menggunakan proses Q-maxyang dilakukan di dalam reaktor fixed bed multitubes denganpendingin dowtherm A dan berlangsung pada fase gas-gasmenggunakan katalis QZ-2000. Reaksi bersifat eksotermis dengankondisi operasi pada suhu 350-393,06oC dengan tekanan 25 atm.Produk yang dihasilkan adalah cumen dengan kadar cumen sebesar99,68%. Tahapan proses meliputi persiapan bahan baku, pembentukancumen di dalam reaktor, dan pemurnian produk. Pemurnian produkdilakukan di dalam menara distilasi. Prarancangan pabrik cumenkapasitas 100.000 ton/tahun membutuhkan bahan baku benzena64.976 ton/tahun dan propilen 35.557 ton/tahun.

Unit pendukung proses pabrik meliputi unit kebutuhan air,steam, udara tekan, tenaga listrik dan bahan bakar. Total air make upyang digunakan sebanyak 20.052,9784 kg/jam. Kebutuhan steamsebesar 13.604,3897 kg/jam, kebutuhan dowtherm A sebesar99.551,6409 kg/jam, udara tekan sebesar 50 m3/jam, listrik sebesar312,8206 kW, dan bahan bakar sebesar 178 m3.

Pabrik cumen direncanakan berdiri pada tahun 2020 di daerahBanten, Jawa Barat. Fixed capital investment (FCI) pabrik ini adalahRp 384.275.630.804, untuk working capital(WC) sebesar Rp136.590.330.539. Dari analisa ekonomi dapat ditunjukkan bahwaPercent return on investment (ROI) sebelum pajak 53,35% dan ROIsetelah pajak 40,01%. Pay out time (POT) sebelum pajak 1,58 tahunsedangkan setelah pajak 2,00 tahun. Break event point (BEP) sebesar44,38%. Shut down point (SDP) sebesar 28,74% dan discounted cashflow (DCF) sebesar 49,88%. Dari hasil analisa ekonomi pabrik cumendengan proses Q-max ini layak untuk didirikan di Indonesia.

Kata kunci : cumen, katalis QZ-2000, proses Q-max, reaktor fixedbed multitubes

Abstract

Cumene (C9H12) is a material used for the manufacture ofphenol and acetone. Cumene is produced using q-max process whichis carried out in a fixed bed muktitubes reactor with cooling dowthermA and proceed on a gas-gas phase with QZ-2000 catalyst. The reactionis exothermic with the operating conditions at a temperature of 350-393,06oC with pressure 25 atm. This product is cumene with 99,68%purity. Steps process includes the preparation of raw materials, theformation of cumene in the reactor, and purification products.

Page 6: PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN …eprints.ums.ac.id/52131/12/NASKAH PUBLIKASI FIX.pdfPRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS

2

Purification of the product is done in the distillation tower. Cumeneplant requires raw materials, such as propylene at 35.557 ton/year,benzene 64.976 amounted to 4.036,22 ton/year.

Supporting units of this plant includes water, steam, compressedair, electricity and fuel units. Amount of makeup water is used asmuch as 20.052,9784 kg/hour. Demand of steam is 13.604,3897kg/hour, requirement of dowtherm A is 99.551,6409 kg/hour, amountof compressed air is 50 m3/hour, amount of electricity is 312,8206 kWand amount of fuel is 178 m3.

Cumene plant is planned to stand in 2020 in the area ofBanten, West Java. Fixed capital investment (FCI) of this plant isRp 384.275.630.804, and amount of working capital (WC) is Rp136.590.330.539. From the economic analysis it can be shown that thePercent return on investment (ROI) before taxes is 53,35% and ROIafter tax is 40,05%. Pay out time (POT) before tax is 1,58 years, whileafter tax is 2,00 years. Break even point (BEP) is 44,38%. The amountof shut down point (SDP) is 28,74%, and the discounted cash flow(DCF) is 49,88%. From the results of the economic analysis ofcumene plant from propylene and benzene with Q-max process isfeasible to set up in Indonesia.

Keywords : cumene, fixed bed multitubes reactor, QZ-2000 catalyst,q-max process

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pendirian Pabrik

Cumen merupakan senyawa aromatik bercincin tunggal dengan kenampakan

cairan tak berwarna dan memiliki bau yang khas. Cumen merupakan salah satu

produk kimia yang mengalami peningkatan kebutuhan seiring dengan banyaknya

manfaat bagi industri barang-barang sintetis. Cumen banyak digunakan sebagai

bahan baku pembuatan phenol, pembuatan aseton, pembuatan solvent, dan

pembuatan zat aditif.

Kebutuhan cumen untuk saat ini seluruhnya di impor dari luar negeri.

Didirikannya pabrik cumen agar dapat memenuhi kebutuhan cumen di dalam

negeri dan mengurangi ketergantungan terhadap impor cumen.

1.2 Kapasitas Pabrik

Ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan untuk menentukan kapasitas

pabrik cumen antara lain ketersediaan bahan baku propilen dan benzena di

Page 7: PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN …eprints.ums.ac.id/52131/12/NASKAH PUBLIKASI FIX.pdfPRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS

3

Indonesia, kapasitas pabrik cumen yang sudah berdiri, dan kebutuhan cumen di

Indonesia.

Gambar 1.1. Tabel kebutuhan cumen

Tahun Kebutuhan (kg)

2008 2.981.695

2009 2.472.431

2010 3.816.446

2011 2.840.196

2012 2.704.290

2013 4.801.985

2014 2.851.382

2015 2.785.305

Dengan mempertimbangkan hal-hal tersebut serta kebutuhan cumen yang

semakin meningkat, maka ditetapkan kapasitas prarancangan pabrik sebesar

100.000 ton/tahun.

1.3 Penentuan Lokasi

Pabrik cumen dengan kapasitas 100.000 ton/tahun ini direncanakan akan

didirikan di daerah Banten, provinsi Jawa Barat. Pemilihan lokasi tersebut

mempertimbangkan beberapa hal seperti ketersediaan bahan baku, pemasaran,

transportasi, tenaga kerja, perijinan, keadaan geografis dan ketersediaan sarana

pendukung.

1.4 Tinjauan Pustaka

Ada lima proses yang dapat digunakan dalam pembuatan cumen, antara lain

alkilasi alumunium khloride, alkilasi H3PO4, Catskill, Mobil/Badger, dan Q-Max

(Faith & Keyes, 1965). Pabrik ini menggunakan proses Q-max dengan alasan

bahan baku yang tersedia cukup banyak di Indonesia, konversi yang dihasilkan

99%, kemurnian produk hingga 99,7%, kondisi operasi pada suhu 350-393,06oC

dan tekanan 25 atm, selain itu katalis QZ-2000 yang digunakan dapat diregenerasi

dan memiliki umur lama.

1.5 Kegunaan Produk

Page 8: PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN …eprints.ums.ac.id/52131/12/NASKAH PUBLIKASI FIX.pdfPRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS

4

Cumen ini banyak digunakan sebagai bahan baku industri lain. Kegunaan

asam benzoat antara lain: bahan baku pembuatan phenol dan aseton, bahan baku

dalam industri pembuatan plastik, bahan perantara pembuatan resin, pelarut pada

industri cat, bahan baku pembuatan asetophenone, dan bahan pembantu pada

industri pembuatan asam terepthalate (Kirk and Othmer, 1978).

2. METODE

2.1 Dasar Reaksi

Reaksi pembuatan cumen dari propilen dan benzena merupakan reaksi

alkilasi dengan menggunakan katalis QZ-2000 pada tekanan 25 atm dengan suhu

operasi 350°C. Reaksi alkilasi pada pembuatan cumen berlangsung dalam dua

tahap yaitu:

Reaksi Utama:

Propilen(g) + Benzena(g)katalis QZ-2000, k1 Cumen(g)

Reaksi samping:

Propilen(g) + Cumen(g)katalis QZ-2000,k2 Diisopropyl benzene(g)

Data kinetika:

Reaksi pembentukan cumen

k1 = 2,8 x 107 exp (-12530/T), dengan satuan (liter/mol s)

Reaksi pembentukan diisopropylbenzene

k2 = 2,32 x 109 exp (-17650/T), dengan satuan (liter/mol s)

Kecepatan reaksi Utama (mol/ liter s), r1 = k1 Cp Cb

Kecepatan reaksi samping (mol/liter s), r2= k2 Cp Cc

(Turton et al, 2003)

2.2 Tinjauan Termodinamika

2.2.1 Panas reaksi

Untuk menentukan sifat reaksi apakah berjalan eksotermis atau endotermis

maka perlu perhitungan dengan menggunakan panas pembentukan standar (∆Hf°)

pada 1 atm dan 298oK dari reaktan dan produk. Ada dua tahapan reaksi dalam

reaksi pembentukan cumen.

ΔHRo reaksi 1 = ΣΔHo

f produk – ΣΔHof reaktan

= ( ΔH°f C9H12) - (ΔH°f C3H6 + ΔH°f C6H6 )

Page 9: PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN …eprints.ums.ac.id/52131/12/NASKAH PUBLIKASI FIX.pdfPRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS

5

= 3,39 kJ/mol– (20,42 + 82,93) kJ/mol

= -99,42 kJ/mol

Karena ∆HRo bernilai negatif maka reaksi bersifat eksotermis.

∆HRo reaksi 2 = ∑ ∆Hf

o produk - ∑ ∆Hfo reaktan

= ∆Hfo C12H18– (∆Hf

o C3H6 + ∆Hfo C9H12)

= ( -77,6 ) kJ/mol – ( 20,42 + 3,93) kJ/mol

= -101,95 kJ/mol

Karena ∆HRo bernilai negatif maka reaksi bersifat eksotermis.

2.2.2 Energi Gibbs

Untuk menentukan energi gibbs dapat ditinjau dari harga kesetimbangan.

Reaksi UtamaGf

o reaksi 1 = Gfo

produk - Gfo

reaktan

Gfo = Gf

o C9H12 – (Gfo C3H6 + Gf

o C6H6)= 136,98 kJ/mol – (62,72 + 129,66) kJ/mol= - 55,4 kJ/mol

Reaksi Samping

Gfo reaksi 2 = Gf

oproduk - Gf

oreaktan

Gfo = Gf

o C12H18 – (Gfo C3H6 + Gf

o C9H12)= 144,53 kJ/mol – ( 62,72 + 139,98 ) kJ/mol

= -58,17 kJ/mol

∆G298 = ∆GR1 + ∆GR2

= -113570 kJ/kmolDengan persamaan Van’f Hoff diperoleh:

ln K =RT

G298

=15,623314,8

113570

x

= 21,9210K298 = 3,31 x 109

Reaksi berlangsung pada suhu 3500C = 623,15 K

298

1

15,623

1ln 298

298

15,623

R

H

K

K

ln K =

298

1

15,623

1

314,8

201370x

K623,15 = 2,62 x 1018

Page 10: PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN …eprints.ums.ac.id/52131/12/NASKAH PUBLIKASI FIX.pdfPRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS

6

Harga konstanta kesetimbangan reaksi (K) sangat besar, hal ini berarti

reaksi berjalan ke kanan dan reaksi berlangsung satu arah atau irreversible.

2.3 Langkah Proses

Proses produksi cumen dapat dibagi dalam beberapa tahap, yaitu :

2.3.1. Tahap persiapan bahan baku

Unit persiapan propilen

Bahan baku propilen dalam fase cair dialirkan dari tangki penyimpanan

propilen (F-101) (45oC, 19 atm) menuju Vaporizer-01 (V-101).

Unit persiapan benzena

Bahan baku benzena dalam fase cair dialirkan dari tangki penyimpanan

benzena (F-102) (40oC, 1 atm) menuju Vaporizer-02 (V-102).

Unit persiapan bahan baku masuk reaktor

Bahan baku propilen dan benzena akan dinaikkan suhunya menjadi 350°C

menggunakan Heat Exchanger (101 dan 102) dan dinaikkan tekanannya

hingga 25 atm dengan Kompresor 01 (G-101).

2.4.2. Tahap reaksi

Semua bahan dalam fase gas diumpankan dalam reaktor fixed bed

multitubes melalui atas. Reaksi berlangsung di dalam reaktor dengan tekanan 25

atm dan suhu 350-393,06oC menggunakan katalis QZ-2000. Reaksi ini

menghasilkan produk cumen dengan kemurnian 99,68%. Reaksi ini berjalan

secara eksotermis dan untuk menjaga agar suhu reaktor tidak melebihi range maka

reaktor dilengkapi dengan pendingin. Produk keluar dari reaktor pada suhu

393,06oC dan tekanan 25 atm, selanjutnya akan diturunkan tekanannya menjadi 1

atm dengan menggunakan ekspander (G-102 dan G-103). Kemudian dialirkan ke

pendingin (E-103 dan E-104) untuk didinginkan hingga mencapai suhu 75oC.

2.4.3. Tahap pemurnian produk

Produk keluaran dari ekpander masih dalam bentuk fase gas sehingga

perlu diembunkan menggunakan kondenser. Hasil keluaran dari kondenser (E-

105) akan masuk ke separator (H-103) untuk memisahkan gas propylene dan

produk. Hasil atas separator merupakan propilen dan propana dalam fase gas

Page 11: PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN …eprints.ums.ac.id/52131/12/NASKAH PUBLIKASI FIX.pdfPRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS

7

sedangkan hasil bawah berupa campuran benzena, toluen , cumen, dan DIPB

dalam fase cair.

Hasil bawah separator (H-103) akan di panaskan pada heat exchanger (E-

106) hingga mencapai suhu bubble point dari campuran, sehingga sudah sesuai

dengan suhu masuk pada menara distilasi (D-101). Hasil bawah separator (H-103)

sebagain umpan masuk dalam menara distilasi (D-101) untuk memisahkan

benzena dan produk. Hasil atas menara distilasi adalah benzene yang akan di

recycle kembali menuju vaporizer (V-102). Hasil atas dari menara distilasi (D-

101) sebagaian besar berupa benzena dan sedikit toluene didinginkan dan

diembunkan menggunakan kondenser (E-109) dan ditampung sementara di dalam

sebuah akumulator (A-101), dan selanjutnya di alirkan menuju vaporizer (V-102)

untuk di recycle kembali dan diuapkan bersama benzena segar. Hasil bawah

menara distilasi (MD-01) berupa cumen dengan kemurnian 99,68 % berat

kemudian didinginkan menggunakan cooler (E-108) dan selanjutnya disimpan

dalam tangki penyimpanan produk.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Spesifikasi Alat Utama Proses

3.1.1 Vaporizer 01

Kode : V-101Fungsi : Menaikkan suhu dan merubah propilen cair

menjadi propilen fase uapTipe : Double PipeJumlah : 1 buahKondisi operasi

a. Tekanan : 25 atmb. Suhu masuk : 33oCc. Suhu keluar : 60,0822oC

Spesifikasia. Beban panas : 1.441.350 kJ/jamb. Luas Tranfer panas : 35,0092 ft2

Anulus Side

Page 12: PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN …eprints.ums.ac.id/52131/12/NASKAH PUBLIKASI FIX.pdfPRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS

8

a. IPS : 3 inb. Diameter luar (ODi) : 3,5 inc. Diameter dalam (IDi) : 3,0680 ind. Fluida : Steame. Suhu masuk (T1) : 180oCf. Massa : 519,1624 kg/jamg. Pressure drop : 0,1064 psi

Inner Pipe Sidea. IPS : 2 inb. Diameter luar (ODi) : 2,3800 inc. Diameter dalam (IDi) : 2,0670 ind. Fluida : Light organice. Suhu masuk (T1) : 33oCf. Massa : 5.611,7986 kg/jamg. Pressure drop : 0,1697 psi

∆P total : 0,2761 psi

Uc : 570,5258 Btu/jam.ft2.oF

Ud : 163,8251 Btu/jam.ft2.oF

Rd : 0,0044 jam.ft2.oF/Btu

3.1.2 Vaporizer 02

Kode : V-102Fungsi : Menaikkan suhu dan merubah benzena

cair menjadi benzena fase uapTipe : Shell and TubeJumlah : 1 buahKondisi operasi

a. Tekanan : 1 atmb. Suhu masuk : 33oCc. Suhu keluar : 80,1114oC

Spesifikasi

a. Beban panas : 11.889.774 kJ/jamb. Luas Tranfer panas : 313,9260 ft2

Shell side

a. Diameter dalam : 15,25 inb. Baffle space : 3,05 inc. Fluida : Steam

Page 13: PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN …eprints.ums.ac.id/52131/12/NASKAH PUBLIKASI FIX.pdfPRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS

9

d. Suhu masuk (T1) : 180oCe. Massa : 4.271,7912 Kg/jamf. Pressure drop : 3,1423 psi

Tube sidea. Diameter luar (ODi) : 1 inb. Diameter dalam (IDi) : 0,704 inc. Jumlah tube : 130 tubed. Fluida : Light organice. Suhu masuk (T1) : 33oCf. Pitch : 1,25 ing. Massa : 31.105,1631 Kg/jamh. Pressure drop : 0,004 psi

∆P total : 3,1505 psi

Uc : 434,0705 Btu/jam.ft2.oF

Ud : 188,1187 Btu/jam.ft2.oF

Rd : 0,00301 jam.ft2.oF/Btu

3.1.3 Reaktor 01

Kode : R-101Fungsi : Mereaksikan benzena dan propilen menjadi

cumen dengan bantuan katalis zeolit betaTipe : Fixed bed multitubesBahan : Low alloy Steel SA-204 grade CKondisi operasi

a. Tekanan : 25 atmb. Suhu masuk : 350oCc. Suhu keluar : 393,0578oC

Spesifikasi

a. Diamater : 2,2860 mb. Tinggi : 7,7029 mc. Massa di reaktor : 4.945,3210 kgd. Jenis susunan tube : Triangular pitche. Jumlah tube : 1553 tubef. Diameter dalam tube : 0,0348 mg. Diameter luar tube : 0,0381 mh. Katalis : Zeolit Betai. Diameter katalis : 3 mmj. Tebal shell : 1,375 in

Page 14: PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN …eprints.ums.ac.id/52131/12/NASKAH PUBLIKASI FIX.pdfPRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS

10

k. Tebal head : 1,500 in3.1.4 Separator 03

Kode : H- 103Fungsi : Memisahkan komponen fase gas dan fase

cair yang berasal dari output reaktor-01Tipe : Silinder horizontal Drum SeparatorBahan : Carbon steel SA-285 grade CJumlah : 1 buahKondisi operasi

a. Tekanan : 1 atmb. Suhu : 75oC

Spesifikasia. Panjang : 7,6762 mb. Diameter : 2,2503 mc. Tebal head : 0,1875 ind. Tebal Shell : 0,1875 in

3.1.5 Menara Distilasi 01

Kode : D-101Fungsi : Memisahkan campuran bahan hasil bawah

Separator-03

Jenis : Plat sieve tray

Bahan : Carbon Steel

Jumlah : 1

Tinggi : 15,1717 m

Kondisi operasi

Tekanan : 1 atm

Suhu umpan : 91,709oC Suhu atas : 79,983oC

Suhu bawah : 156,880oC

Dimensi

Diameter atas : 1,6346 m

Diameter bawah : 2,8882 m Tebal shell : 0,25 in

Tinggi head : 25,3121 in Tebal head : 0,1875 in

Plate

Page 15: PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN …eprints.ums.ac.id/52131/12/NASKAH PUBLIKASI FIX.pdfPRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS

11

Total plate aktual : 29 plate

Seksi stripping bawah : 4 plate

Seksi enriching atas : 25 plate4. PENUTUP

Dari perhitungan analisa ekonomi diperoleh hasil seperti pada tabel berikut :

1. Keuntungan yang diperoleh pabrik sebelum pajak Rp. 205.004.106.904/tahun

dan setelah pajak Rp 153.753.320.712/tahun.

2. Return On Investment (ROI) sebelum pajak 53,35% dan setelah pajak 40,01%

3. Pay Out time (POT) sebelum pajak 1,58 tahun dan setelah pajak 2,00 tahun.

4. Break Even Point (BEP) sebesar 44,38%.

5. Shut Down Point (SDP) sebesar 28,74%.

6. Discounted Cash Flow (DCF) sebesar 49,88%.

Dari pertimbangan tersebut dapat disimpulkan bahwa pabrik cumen dari

propilen dan benzena dengan proses Q-max kapasitas 100.000 ton/tahun layak

untuk didirikan.

DAFTAR PUSTAKA

Aries, R.S. and Newton, R.D., 1955, Chemical Engineering Cost Estimation,New

York: Mc Graw Hill International Book Company.

Brown, G.G., 1986, Unit Operations, New York: John wiley and Sons, Inc.

Brownell, L.E. and Young, E.H., 1959, Process Equipment Design, 1st edition,

New York: John Wiley and Sons Inc.

Faith, Keyes and Clark, 1975, Industrial Chemical, 4th ed., New York: Wiley and

Sons Inc.

Kern, D.Q., 1983, Process Heat Transfer, Tokyo: Mc Graw Hill International

Book Company.

Kirk, R.E. and Othmer, D.F., 2004, Encyclopedia of Chemical Technology, 4th

edition, New York: A Wiley Interscience Publisher Inc.

Kusmiyati, 2014, Kinetika Reaksi Kimia dan Reaktor, Yogyakarta: Graha Ilmu.

Mc. Ketta, J.J., and Cunningham W.A., 1977, Encyclopedia of Chemical

Processing and Design, New York: Marcel Decker, Inc.

Mujiburohman, Muhammad., 2014, Diktat Kuliah Perancangan Alat Proses.

Page 16: PRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN …eprints.ums.ac.id/52131/12/NASKAH PUBLIKASI FIX.pdfPRARANCANGAN PABRIK CUMEN DARI PROPILEN DAN BENZENA DENGAN PROSES Q-MAX KAPASITAS

12

Perry, R.H. and Greeen, D.w., 1997, Perry’s Chemical Engineers Handbooks, 7th

edition, New York: McGraw Hill Book Co.

Turton, R., Bailie, R. C., Whiting, W. B., Shaelwitz, J. A. 2003. Analysis,

Synthesis and Design of Chemical Processes, 2nd ed.; Prentice Hall:

Upper Saddle River ,NJ.Treybal, R.E., 1981, Mass Transfer Operation, 3rd

ed. McGraw-Hill Book Company, Inc., Japan

United Data Stations, 2016, Data Impor Cumen di Indonesia, www.data.un.org,

15 Desember 2016.

Yaws, C.L., 1999, Chemical Properties Handbook, McGraw Hill Company, New

York.