i

LAPORAN PRARANCANGAN PABRIK

PRARANCANGAN

PABRIK ETIL KLORIDA DENGAN

PROSES HIDROKLORINASI ETANOL

KAPASITAS 40.000 TON/TAHUN

Oleh

ANGGA FREDO NUGROHO

D500120064

Dosen Pembimbing:

Ir. NUR HIDAYATI, MT, PhD

M. MUJIBUROHMAN, ST, MT, PhD

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

SURAKARTA

2017

ii

iii

iv

Intisari

Pada era kemajuan teknologi dalam berbagai bidang pembangunan yang

berjalan pesat, maka diperlukan beberapa macam sarana dan prasarana untuk era

persaingan bebas. Salah satu prospek pembangunan masa depan adalah

membangun pabrik yang mempunyai daya saing dengan produk-produk luar

negeri. Salah satunya dengan mendirikan pabrik Etil Klorida dari Etanol dan

Asam Klorida kapasitas 40.000 ton/tahun direncanakan beroperasi selama 330

hari/tahun.

Proses pembuatan Etil Klorida dilakukan menggunakan reaktor fixed bed

multi tube. Pada reaktor ini berlangsung dalam fase gas-gas, irreversible,

eksotermis, non adiabatis, non isotermal pada suhu 325°C dan tekanan 6 atm.

Pabrik ini digolongkan pabrik yang beresiko tinggi karena kondisi operasi tekanan

yang tinggi. Kebutuhan etanol untuk pabrik ini sebesar 3.570,9740 kg/jam dan

kebutuhan asam klorida sebesar 3.000,1132 kg/jam. Produk berupa etil klorida

sebanyak 5.050,5051 kg/jam. Utilitas pendukung proses yakni kebutuhan air total

secara kontinyu sebanyak 40.739,68049 kg/jam yang diperoleh dari air sungai.

Masing-masing meliputi penyediaan air pendingin sebesar 14.004,42 kg/jam,

penyediaan air domestik sebesar 660,625 kg/jam dan penyediaan steam sebesar

26.074,64 kg/jam yang diperoleh dari boiler dengan bahan bakar fuel oil sebesar

2.904,61 liter/jam. Kebutuhan udara tekan sebesar 150 m3/jam. Kebutuhan listrik

diperoleh dari PLN sebesar 283,22 kW dan disediakan satu buah turbin/genset

sebesar 350 kW sebagai cadangan, jika sewaktu-waktu listrik padam. Bahan bakar

sebesar 44,82 liter/jam. Total kebutuhan bahan bakar sebanyak 2.949,43 liter/jam.

Pabrik ini didirikan di kawasan industri Cilegon, Serang, Banten, Jawa Barat

dengan luas tanah 50.000 m2

dengan jumlah karyawan 300 orang.

Dari analisis ekonomi pada pabrik Etil Klorida ini menunjukkan

keuntungan sebelum pajak sebesar Rp 244.481.202.337 /tahun, sedangkan

keuntungan sesudah pajak 50% sebesar Rp 122.240.601.168 /tahun. Percent

Return On Invesment (ROI) sebelum pajak sebesar 29,48% dan Percent Return

On Invesment (ROI) sesudah pajak sebesar 14,74%. Pay Out Time (POT) sebelum

v

pajak selama 2,5 tahun dan Pay Out Time (POT) sesudah pajak selama 4,0 tahun.

Break Even Point (BEP) sebesar 44,81% dan Shut Down Point (SDP) sebesar

28,29%. Dengan menggunakan metode Discounted Cash Flow didapatkan

Internal Rate of Return (IRR) terhitung sebesar 33%. Dari data analisis kelayakan

ekonomi diatas disimpulkan bahwa pabrik ini menguntungkan dan layak untuk

didirikan.

vi

KATA PENGANTAR

Assalamu‟alaikum Warrahmatullahi Wabarakatuh.

Alhamdulillah, segala puji syukur penyusun panjatkan ke hadirat Allah

SWT, yang telah melimpahkan rahmat, taufik serta hidayah-Nya, sehingga

penyusun dapat menyelesaikan laporan tugas akhir dengan judul

“PRARANCANGAN PABRIK ETIL KLORIDA DENGAN PROSES

HIDROKLORINASI ETANOL KAPASITAS 40.000 TON/TAHUN”.

Tugas akhir prarancangan pabrik ini merupakan salah satu syarat yang

wajib diselesaikan oleh setiap mahasiswa guna mencapai gelar kesarjanaannya di

Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah

Surakarta. Dalam penyusunan laporan ini, penyusun telah banyak menerima

bantuan, petunjuk dan bimbingan yang sangat bermanfaat dari berbagai pihak.

Oleh sebab itu, pada kesempatan ini penyusun ingin mengucapkan terima kasih

kepada:

1. Bapak Rois Fathoni, ST, MSc, PhD selaku Ketua Program Studi Teknik

Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta sekaligus pembimbing

akademik.

2. Ibu Ir. Nur Hidayati, MT, PhD selaku dosen pembimbing I yang telah

memberi nasehat, semangat dan saran maupun kritik sampai tersusunnya

laporan ini.

3. Bapak M. Mujiburohman, ST, MT, PhD selaku dosen pembimbing II yang

tak lupa selalu memotivasi penyusun untuk segera menyelesaikan laporan ini.

4. Bapak dan ibu dosen Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta

atas segala bimbingan, dukungan dan arahan.

5. Pak Amanuni, Pak Manto, Ibu Hartini dan Pak Mursid yang selalu

menanyakan kabar kapan terselesainya laporan ini, sehingga menyemangati

penyusun.

6. Bapak dan ibu tercinta serta kakak yang selalu mendoakan, memberi kasih

sayang, perhatian dan pengorbanan.

vii

7. Irfani Dawamia Karda sebagai rekan TPP yang sangat sabar dan selalu

menyemangati ketika rasa lelah menghampiri.

8. Keluarga besar Teknik Kimia angkatan 2012 yang selalu mendukung dan

memotivasi.

9. Keluarga Mahasiswa Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Surakarta

(KMTK UMS) atas ejekannya dan cemoohannya, yang membuat semangat

untuk segera menyelesaikan laporan ini.

10. Teman-teman Kos Feng-veng dan Sukowati, terima kasih atas

kebersamaannya selama ini.

Semoga segala bantuan yang telah diberikan dengan ikhlas kepada

penyusun mendapat ridho dari Allah SWT. Amin.

Tidak ada kebenaran yang mutlak dari manusia, karena kebenaran yang

mutlak hanya datang dari Allah SWT. Maka penyusun menyadari banyak

kekurangan baik secara kualitas maupun aspek lainnya. Walaupun penyusun telah

berusaha secara optimal untuk memberikan yang terbaik dalam menyelesaikan

laporan ini. Namun kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan

demi kesempurnaan laporan ini. Akhirnya penyusun berdo‟a dan berharap semoga

laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Atas perhatiannya, penyusun ucapkan

terima kasih.

Wassalamu‟alaikum Warrahmatullahi Wabarakatuh.

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................. i

HALAMAN PENGESAHAN..................................................................... ii

INTISARI .................................................................................................... iv

KATA PENGANTAR ................................................................................ vi

DAFTAR ISI ............................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ....................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xii

MOTTO ....................................................................................................... xiii

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

1.1 Latar Belakang ......................................................................... 1

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

1.3 Lokasi Pabrik ........................................................................... 3

1.4 Tinjauan Pustaka ...................................................................... 5

BAB II. DESKRIPSI PROSES ................................................................... 14

2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ........................................ 14

2.2 Konsep Proses .......................................................................... 15

2.3 Diagram Alir Proses ................................................................. 17

2.4 Diagram Alir Proses Neraca Massa dan Neraca Panas ........... 19

2.5 Tata Letak Pabrik dan Peralatan ............................................... 31

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

BAB IV. UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ....... . 57

4.1 Unit Pengadaan Air .................................................................. 57

4.2 Unit Pengadaan Steam ............................................................. 63

4.3 Unit Pengadaan Air Pendingin ................................................ 65

4.4 Unit Pengadaan Air Domestik ................................................. 66

4.5 Perancangan Alat Listrik ......................................................... 67

4.6 Unit Pengadaan Udara Tekan .................................................. 70

4.7 Laboratorium ........................................................................... 70

4.8 Spesifikasi Alat Utilitas ........................................................... 74

ix

BAB V. MANAJEMEN PERUSAHAAN .................................................. 85

5.1 Bentuk Perusahaan ................................................................... 85

5.2 Struktur Organisasi .................................................................. 86

5.3 Sistem Kepegawaian dan Sistem Gaji...................................... 89

5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ............................................. 89

5.5 Perincian Jumlah Karyawan .................................................... 90

5.6 Kesejahteraan Sosial Karyawan ............................................... 91

5.7 Manajemen Produksi ............................................................... 91

BAB VI. ANALISIS EKONOMI ............................................................... . 92

6.1 Capital Invesment .................................................................... 94

6.2 Manufacturing Cost ................................................................. 95

6.3 General Expenses .................................................................... 95

6.4 Analisis Kelayakan Ekonomi ................................................... 95

BAB VII. KESIMPULAN .......................................................................... . 109

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

x

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Kebutuhan Impor Etil Klorida di Indonesia ................................... 2

Tabel 2. Data Pabrik Etil Klorida ................................................................. 3

Tabel 3. Arus Neraca Massa ......................................................................... 22

Tabel 4. Neraca Massa Separator (H-101) ................................................... 22

Tabel 5. Neraca Massa Separator (H-102) .................................................... 23

Tabel 6. Neraca Massa Reaktor (R) .............................................................. 23

Tabel 7. Neraca Massa Menara Distilasi (D-101) ......................................... 24

Tabel 8. Neraca Massa Menara Distilasi (D-102) ......................................... 24

Tabel 9. Neraca Massa Total ......................................................................... 25

Tabel 10. Neraca Panas Vaporizer (V-101) ................................................... 25

Tabel 11. Neraca Panas Vaporizer (V-102) ................................................... 26

Tabel 12. Neraca Panas Compresor (G-101) ................................................. 26

Tabel 13. Neraca Panas Compresor (G-102) ................................................. 27

Tabel 14. Neraca Panas Heat Exchanger (E-101) .......................................... 27

Tabel 15. Neraca Panas Heat Exchanger (E-102) .......................................... 28

Tabel 16. Neraca Panas Cooler (E-111) ......................................................... 28

Tabel 17. Neraca Panas Cooler (E-112) ......................................................... 29

Tabel 18. Neraca Panas Reaktor (R) ............................................................... 29

Tabel 19. Neraca Panas Menara Distilasi (D-101) ......................................... 30

Tabel 20. Neraca Panas Menara Distilasi (D-101) ......................................... 30

Tabel 21. Luas Bangunan Pabrik .................................................................... 33

Tabel 22. Daftar Kebutuhan Steam Jenuh ...................................................... 63

Tabel 23. Kebutuhan Air Pendingin ............................................................... 65

Tabel 24. Kebutuhan Air Kantor ................................................................... 66

Tabel 25. Kebutuhan Air Pabrik ................................................................... 66

Tabel 26. Konsumsi Listrik untuk Keperluan Proses ................................... 67

Tabel 27. Konsumsi Listrik Unit Pendukung Proses (Utilitas) ..................... 68

Tabel 28. Cost Index Chemical Point ........................................................... 93

Tabel 29. Total Fixed Capital Invesment ...................................................... 97

xi

Tabel 30. Working Capital ........................................................................... 98

Tabel 31. Manufacturing Cost ..................................................................... 99

Tabel 32. Gaji Karyawan ............................................................................. 99

Tabel 33. Maintenance, Royal and Pattern .................................................. 101

Tabel 34. Unit Pengolahan Limbah .............................................................. 101

Tabel 35. Indirect Manufacturing Cost ........................................................ 102

Tabel 36. Fixed Manufacturing Cost ............................................................ 103

Tabel 37. General Expenses ........................................................................ . 103

Tabel 38. Fixed Cost ..................................................................................... 105

Tabel 39. Variable Cost .............................................................................. 106

Tabel 40. Regulated Cost ............................................................................. 106

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Diagram Alir Kualitatif .............................................................. 20

Gambar 2. Diagram Alir Kuantitatif ............................................................ 21

Gambar 3. Diagram Alir Massa ................................................................... 22

Gambar 4. Tata Letak Pabrik ....................................................................... 34

Gambar 5. Tata Letak Peralatan Proses ........................................................ 37

Gambar 6. Unit Pengolahan Air Sungai ....................................................... 84

Gambar 7. Struktur Organisasi Perusahaan .................................................. 88

Gambar 8. Hubungan Tahun vs Cost Index .................................................. 93

Gambar 9. Grafik Perhitungan Analisa Ekonomi ......................................... 108

xiii

MOTTO

“Allohumma sholli ala sayyidina muhammad, wa ala ali sayyidina muhammad”

“Ijinkan aku mengeluarkan kata-kata indah bak mutiara, lalu ingatkan aku jika

aku menyalahi mutiara tersebut, jika kau sahabatku”

“Tak ada mimpi yang terlalu tinggi, yang ada hanyalah keyakinan kita yang

terlalu rendah”

“Sebenarnya pemenang dan pecundang itu sama, yang membedakan hanyalah

keberanian”

“Kesuksesan bukan hanya milik mereka yang pintar, tapi kesuksesan juga milik

mereka yang senantiasa berusaha dan berdo‟a tanpa mengenal putus asa”

“Dimana ada kasih sayang, maka kebahagiaan dan kesuksesan akan selalu

menyertai, maka dari itu bimbinglah keluargamu dengan kasih sayang”

“Setiap orang suci selalu punya masa lalu, dan setiap pendosa masih punya masa

depan”

“Jika kau ingin merubah hidupmu, tapi kau tak tahu harus memulai darimana,

mulailah dari ibadahmu”

“Pada akhirnya, semua yang „rusak‟ akan mencari seseorang yang dapat

„memperbaiki‟,”

“Tak usah berupaya berubah menjadi orang lain, cukup berubahlah menjadi

dirimu sendiri, jauh lebih baik dari dirimu dulu”

xiv

“Manusia sholeh/sholehah itu, apabila kita melihatnya, kita sering teringat akan

Allah dan Rasul-Nya”

“Kekecewaan adalah cara Tuhan untuk mengatakan, “Bersabarlah, Aku punya

sesuatu yang lebih baik untukmu”,”

“Ibu adalah kunci kesuksesan, tiap kali ingin mengambil langkah, mintalah do‟a

restu pada ibu”

“Secemburu apapun Bulan pada Matahari, Bumi tetap saja mengelilingi Matahari,

dan takkan berpaling pada Bulan”

“Dan takdirnya adalah aku hanya bisa menjadi penikmat senyummu, bukan

menjadi pemilik apalagi penyebabnya”

“Dengarlah nasehat orang tua, bukan karena mereka selalu benar, tetapi karena

mereka telah melakukan kesalahan itu, dan tak ingin anda mengulanginya”

“Jika engkau tak mampu bersaing dengan para shalih dalam amalnya, maka

bersainglah dengan para pendosa dalam istigfarnya”

“Kadang kamu harus dengarkan kata hati, jangan tanyakan siapa yang kamu

cintai, tapi tanyakan siapa yang membuatmu bahagia dan dihargai”

“Jika itu salah, katakan salah dan jauhi hal itu. Karena tidak ada kesuksesan di

sebuah keraguan”

“Jadilah seperti bunga yang memberikan keharumannya, bahkan pada tangan

yang menghancurkannya”

xv

“Menjadi laur biasa itu perlu waktu, perlu disakiti, perlu air mata, perlu dihina,

dan perlu jam terbang yang teruji”

“Jika anda tak bisa menjadi orang pintar dan cerdas, jadilah orang yang rajin dan

pekerja keras. Sebab orang yang pintar sering dikalahkan oleh mereka yang rajin,

dan orang yang cerdas sering dikalahkan oleh mereka yang pekerja keras”

“Sebab rasa nyaman pada seseorang jauh lebih berbahaya dari jatuh cinta”

“Jangan kau anggap remeh kebaikan kecil yang kau lakukan, bisa jadi sunah

itulah yang menjadi perkara dirimu dimasukkan ke Surga”

“Jangan sia-siakan apapun yang kamu miliki saat ini. Ingat, dahulu kamu pernah

berjuang untuk memilikinya”

“Jika hatimu sedang jatuh cinta, maka engkau juga harus menyediakan ruang di

hatimu untuk sakit hati”

“Balaslah orang yang berbuat baik kepadamu, jika tak mampu, maka do‟akanlah”

“Sekali waktu, lihatlah ke langit, membentang luas mengingatkan akan kuasa

Tuhan. Lain waktu, bercengkramalah pada bumi, tanah tempat peristirahatan

terakhir”

“Ketika akal berbisik menyerahlah, pengharapan berkata cobalah lagi. Ketika

dunia berbisik tidak mungkin, Tuhan berkata engkau pasti bisa!”

“Jika kau selalu menilai buruk tentang seseorang, itu hanya karena hatimu terlalu

kotor untuk melihat kebaikkan”

“Dan akhirnya, akhlak dan agamanyalah yang kau pilih”

xvi

“Tugasmu hanya berusaha semampu yang kamu bisa, biar hasilnya Allah yang

tentukan”

“Dia sudah tahu dan mengerti hukum mengenakan jilbab itu wajib, tetapi dia

masih tidak mau mengenakannya. Ibarat orang yang sudah tahu jalan menuju

Surga, tetapi dia malah memilih neraka”

“Apabila kita mendo‟akan kebaikan untuk orang lain, akan disambut oleh

malaikat “Semoga untukmu juga”,”

“Jika semua mimpi kita terwujud, darimana kita belajar sabar? Jika setiap do‟a

selalu dikabulkan, darimana kita belajar ikhlas?”

“Bila engkau ingin berdo‟a, sementara waktu begitu sempit, padahal di dalam

do‟amu dipenuhi oleh hajat, maka jadikan seluruh do‟amu berupa permohonan

maaf (istigfar) kepada Allah. Karena bila Dia memaafkanmu, maka semua

keperluanmu akan dipenuhi oleh-Nya tanpa engkau memintanya”

“Bagaimana hidupmu akan berkah, jika lisan dan sikapmu selalu menggoreskan

luka di hati kedua orang tuamu?”

“Lalu aku makin bersalah ketika teringat hampir seluruh waktuku tersita untuk

mengerjakan tugas-tugas dunia. Sedangkan untuk Allah hanya kuberi waktu sisa.

Entah apa yang akan kukatakan pada-Nya, jika sedetik kemudian Dia

memanggilku”

“Sesungguhnya Allah tidak melihat pada rupa dan harta, tetapi Allah melihat pada

hati dan amalan kalian”

“Jika sampai hari ini, Allah masih menunda do‟a dan keinginan kita, sudahkah

kita datang tepat waktu kepada Allah melalui sholat?”

xvii

“Jangan membenci mereka yang mengatakan hal buruk tuk menjatuhkanmu,

karena merekalah yang membuatmu kuat”

“Janganlah lupa mengobrol dengan orang tua. Ingat, merekalah yang paling suka

mengajak kita berbicara sejak kita belum mengenal kata”

“Perjalanan terjauh dan terberat adalah perjalanan ke masjid”

“Selalu ada orang baik di dunia ini, jika kau tak menemuinya, jadilah salah satu

diantaranya”

“Perbanyaklah istigfar dirumah kalian, dijalan, dipasar, dan dimanapun kalian

berada. Karena kalian tak tahu kapan turunnya ampunan”

“Jagalah wudlu, agar hatimu senantiasa bersuci kepada-Nya”

“Jangan membalas orang yang menyakitimu, kamu harus ada bedanya dari dia.

Ikhlaslah, disitulah akan terpancar kebaikan hatimu”

“Kebanyakan wanita akan meletakkan tangannya di mulutnya ketika dia

menangis, dan lelaki akan meletakkan tangannya di matanya ketika dia menangis.

Seolah-olah mereka tahu, darimana dosa itu berasal”

“Realitas kehidupan anda adalah deskripsi dari jiwa dan pikiran anda”

“Pernah dulu aku melawan kata ibu. Ibu kata, “Nanti kamu akan menangis bila

ibu telah tiada”. Dan sekarang, aku percaya itu”

“Cara mudah merubah dunia adalah dengan merubah diri sendiri menjadi lebih

baik”

xviii

“Jangan menyerah dengan impianmu. Jika ada seribu alasan untuk menyerah,

maka harus ada seribu satu alasan untuk berjuang”

“Kadang Allah biarkan kita terjatuh, karena ada sesuatu yang berharga dibawah

sana”

“Senakal-nakalnya kamu, jangan pernah tinggalkan sholat dan berbaktilah pada

orang tuamu”

“Bila kebaikan seseorang membuat kita jatuh cinta, mengapa kita tak jatuh cinta

pada Allah yang kebaikan-Nya tiada habisnya pada kita?”

“Saat kamu menilai seseorang dari penampilannya, kamu akan kehilangan banyak

kesempatan bertemu dengan orang hebat”

“Hati ini mahal dan berharga, karena disitulah Allah melihat kita, bukan pada rupa

kita”

“Terimalah jika kamu kalah, tapi jangan pernah terima bahwa kamu gagal”

“Jangan pernah menghakimi seseorang hanya karena masa lalunya yang tidak

baik. Setiap orang pernah salah, begitupun dirimu yang tak selalu benar”

“Di dunia ini jangan terlalu bergantung pada seseorang. Karena bayanganmu

sendiripun akan meninggalkanmu saat gelap”

“Terpejamlah ketika berdoa dan bermunajat pada-Nya, karena disitu kamu akan

mendapati ketentraman jiwa dalam kegelapan”

“Jika engkau melihat keburukan pada diriku, beritahu aku, bukan orang lain.

Karena yang akan merubahnya adalah aku, bukan orang lain”

xix

“Jangan jadikan pandangan mata ini seperti mata lalat, yang hanya mencari

sesuatu yang busuk, yang hanya melihat keburukan dan kesalahan orang lain”

“Manusia yang paling berbahagia adalah manusia yang sudah berhenti nafasnya,

namun tidak berhenti pahalanya”

“Allah tidak berjanji siapa yang belajar 24 jam akan pandai, Allah juga tidak

berjanji siapa yang kerja siang dan malam akan kaya. Tapi Allah berjanji, siapa

yang jaga sholat, dia akan berjaya”

“Orang baik akan mati, tapi kebaikkannya akan selalu melekat dihati setiap orang

selamanya”

“Percayalah, orang yang selalu bersama Allah takkan kehilangan apa-apa. Tapi

orang yang kehilangan Allah, pasti kehilangan segalanya”

“Jika kamu sudah dewasa, menulislah dengan pena, jangan dengan pensil. Agar

mengerti, sulitnya menghapus kesalahan yang sudah dibuat”

“Jangan pernah letih dalam menyampaikan kebaikan, karena syaitan tidak pernah

berasa letih dalam menyampaikan kejahatan”

“Yen mung rupo seng gae atimu tresno, banjur kepiye anggonmu tresno marang

Gusti seng tanpo rupo”

“Sesungguhnya Allah SWT dan malaikat-malaikat-Nya senantiasa bersholawat

untuk Nabi Muhammad SAW”