67EXECUTIVE_SUMMARY.pdf

8/16/2019 67EXECUTIVE_SUMMARY.pdf

1/25

EXECUTIVE SUMMARY

TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA

PRA-RANCANGAN PABRIK ASAM ASETAT DARI PROSES KARBONILASI

METHANOL

KAPASITAS PRODUKSI 120.000 TON/TAHUN

O l e h :

Andi Rachman Fauzi NIM. L2C008001

Ridwan NIM. L2C008094

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2012

EXECUTIVE SUMMARY


2/25

JUDUL TUGAS

PRA-RANCANGAN PABRIK ASAM ASETAT DARI PROSES

KARBONILASI METHANOL

KAPASITAS PRODUKSI 120.000 TON/TAHUN

I.

STRATEGI PERANCANGAN

Latar belakang Pendirian pabrik asam asetat di Indonesia dipandang masih sangat

strategis dengan alasan sebagai berikut:

1. Pendirian pabrik asam asetat dapat memenuhi kebutuhan dalam

negeri, sekaligus mengurangi ketergantungan terhadap impor.

2.

Dapat memacu perkembangan industri bahan baku asam asetat di

Indonesia.

3. Membuka lapangan kerja baru, sehingga menurunkan tingkat

pengangguran.

Dasar penetapan

kapasitas produksi

Penetapan kapasitas produksi didasarkan oleh 3 hal yaitu :

1. Prediksi kebutuhan asam asetat

Data Impor asam Asetat Tahun 2005 – 2010

Tahun 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Kebutuhan

(ton)

88.705 91.054 81.215 82.286 91.858 104.391

Berdasarkan tabel 1.2 data kebutuhan impor asam asetat

dapat dilakukan analisa least square untuk memperkirakan

kebutuhan asam asetat pada tahun 2017, sehingga diperoleh

persamaan y = 2317x – 4561447, sehingga diperkirakan jumlah

asam asetat pada tahun 2017 yang belum terpenuhi dalam negeri

sebesar 111.942 ton.


3/25

2. Ketersediaan bahan baku.

Bahan baku methanol dapat diperoleh dari PT Kaltim Methanol

Industry, Bontang dengan kapasitas produksi 660.000 ton/tahun atau

dari Pertamina di Pulau Bunyu, Kalimantan Timur yang mempunyai

kapasitas produksi 330.000 ton/tahun. Sedangkan karbon monoksida

diperoleh dari Unit Gas Karbon Monoksida.

3. Kapasitas produksi asam asetat minimal

Dari data impor asam asetat table 1.2 dapat diperkirakan kebutuhan

asam asetat pada tahun 2017 sebesar 111.942 ton, dan dengan

pertimbangan kebutuhan bahan baku dan maka dalam perancangan

pabrik asam asetat ini dipilih kapasitas 120.000 ton/tahun.

Dasar penetapan

lokasi pabrik

A. Faktor Primer

1. Letak Pasar

Tujuan lokasi pabrik mendekati pasar adalah untuk menghemat biaya

distribusi dan agar produk dapat cepat sampai ke konsumen.

2. Letak Sumber Bahan Baku

Bahan baku merupakan kebutuhan utama bagi suatu produksi sehingga

pengadaannya harus benar – benar diperhatikan. Bahan baku utama

dalam memproduksi asam asetat berupa methanol dan karbon

monoksida yang dapat diperoleh di daerah tersebut. Hal ini karena di

Bontang terdapat pabrik methanol, yaitu PT Kaltim Methanol Industri

dan CO dari Unit Gas Karbon Monoksida.

3. Fasilitas Transportasi

Sarana trasportasi sangat penting, berkaitan dengan kelancaran

penyediaan bahan baku dan pemasaran produk. Pemasaran produk dantransport bahan baku dapat dilakukan lewat jalur laut dan udara dan

darat, karena Bontang merupakan daerah yang cukup strategis.

. Kebutuhan Utilitas

Sarana utilitas utama yang diperlukan bagi kelancaran produksi asam

asetat adalah kebutuhan energi listrik dan air. Kebutuhan energi listrik

pabrik asam asetat ini direncanakan untuk menggunakan sumber listrik

dari PLN. Disamping itu juga tersedia unit generator untuk keadaaan

darurat. Kebutuhan air dalam jumlah besar, antara lain untuk


4/25


5/25

3. Sarana dan Prasarana

Pendirian sebuah pabrik di daerah dengan mempertimbangkan bahwa

di daerah tersebut memiliki saran dan prasarana yang memadai,

meliputi jalan, jaringan telekomunikasi, bank, sarana pendidikan,

tempat ibadah, perumahan, sarana kesehatan, olahraga, sehingga

dapat meningkatkan taraf hidup dan kesejahteraan.

Pemilihan proses Proses modifikasi tapioka dengan menggunakan Hidrolisis Asam dipilih

dengan alasan :

• Proses sederhana, tidak menggunakan unit operasi yang rumit.

•

Pengendalian operasi yang mudah.

• Pati termodifikasi yang dihasilkan mendekati 100% dari pati bahan

baku yang digunakan.

• Karakteristik pati termodifikasi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan

untuk industri pangan.

BAHAN BAKU

Nama Methanol

Spesifikasi Wujud : Cair

Berat Molekul : 32,042 gr/gmol

Titik didih pada 1 atm : 64,7o

C

Titik beku pada 1 atm : -97,7o C

Temperatur kritis : 239,43o C

Tekanan kritis : 79,9 atm

Densitas (cair, 25o C) : 0,7864 gr/cc

Specific gravity : 1,11 gr/cm3

Tekanan uap (25o

C) : 127,2 mmHg

∆Gf ° (cair, 25oC) : -39.869 kal/gmol

Viskositas : ( cair, 25° C = 0,541 cp ) ; ( uap, 25° C =

0,00968 cp )

Specific Heat :( cair, 25° C = 0,6054 kal/hC ) ; ( uap, 25°

C = 0,3274 kal/hC )

Konduktivitas termal : ( cair, 25° C = 163,5 kal/hmC ) ; ( uap, 25

°

C = 12,1 kal/hmC )


6/25

Tegangan muka :( dalam air, 20° C = 22,6 dyne/cm )

Kebutuhan 330.000 ton/tahun

Asal Bontang, Kalimantan Timur

Nama Karbon Monoksida

Spesifikasi Berat molekul : 28,01 gr/mol

Densitas pada STP : 1,250 gr/cm

Temperatur kritis : -140,23o C

Tekanan kritis : 34,529 atm

Volume kritis : 93,06 cm3

Specific Heat ( volume konstan, 1 atm ) : (-100°C = 5,03 kal/mol°C);

(0°C = 4,97 kal/mol°C); (100°C = 5,01 kal/mol°C).

Specific Heat ( tekanan konstan, 1 atm ) : (-100°C = 7,05 kal/mol°C);

(0°C = 6,97 kal/mol°C); (100°C = 7,01 kal/mol°C).

Enthropy ( 1 atm ) : (-100°C = 43,457 kal/mol°C);

(0°C = 46,656 kal/mol°C); (100°C = 48,831 kal/mol°C)

Enthalpy ( 1 atm ) : (-100°

C = 3130,6 kal/mol°

C);

(0°C = 3831,8 kal/mol°C); (100°C = 4529,8 kal/mol°C)

Asal Bontang, Kalimantan Timur

PRODUK

Jenis Asam Asetat

Spesifikasi Berat Molekul : 60,053 gr/mol

Titik leleh pada 1 atm : 16,6° C

Titik didih pada 1 atm : 117,9° C

Specific Gravity : 1,051 gr/cm

( 20° ) 1,0 103

Temperatur kritis ( cair ) : 594,45oK

Tekanan kritis ( cair ) : 57,1 atm


7/25

Volume kritis ( cair ) : 2,85 cc/gr

Surface Tension : (20°C, udara = 27,6 dyne/cm); (75°C, udara

= 22,2 dyne/cm)

Viskositas : (20°C, udara = 1,22 cp); (110°C = 0,42 cp)

Specific Heat : 0,487 kal/gr°C

Panas pelarutan dalam air ( 18° C ) : 6,3 kal/gr

∆Hf ( 25° C ) : -1.927,1 kal/gr

∆Gf ( 25° C ) : -1.549,9 kal/gr

Laju produksi 1,958 ton/hari

Daerah pemasaran Indonesia


8/25

II. DIAGRAM ALIR DAN PENERACAAN

M a k e u p H I

W a te r

M T - 0 1

H E - 0 1

H E - 0 5

P U - 0 1

P U - 0 2

S T - 0 1

C O

R - 0 1

E X - 0 1

C D - 0 1

P U - 0 8

S P - 0 1 A B S - 0 1

O f f g a s

D - 0 1 D - 0 2

C D - 0 2

A C - 0 1

C D - 0 3

A C - 0 2

R B - 0 1

P U - 0 3

P U - 0 4

P U - 0 5

R B - 0 2

P U - 0 7

P U R G I N GP U R G I N G

V P - 0 1

H E - 0 2

H E - 0 3

P U - 0 6

5

6

7

8

9

1 0

1 2

1 3

1 1

1 4

1 4

1 5

1 6

1 6

1 7

1 8

1 9

4

3

2

1

1

Komponen (/)

1 2 3 4 5 6 7 8

H222,4 240,

CO1034,34 220,23

CO 2 12, 12,1

Inert (N2)100,2 100,2

CH3OCH3 ,3 2.

HI132,12 110, 2431,2 2134,04 2.

CH 3OH222,13 24,0 4,4 2,11 14.

H2O 11,40 1133, 421,340 34,02 30, 400,304 2312.4

CH3COOH12,320 404,3 ,3 031,4 00.

Rh(CO)2I2 11,34 11,34 11.34

Total 10861,994 1965,715 4261,3480 1939,656 19028,676 46702,033 54435,662 12020.1


9/25

Komponen (/)

11 12 13 14 15 16 16’

H2240,

CO220,23

CO 2 12,1

Inert (N2)100,2

CH3OCH3 12.3 4,22 12.3

HI.2 14,34 .2

CH 3OH 43. 11,2 210.4 32.2 32.2 24,0

H2O 202.3 4,24 321.11 241.21 21. 1133,1

CH3COOH 140.12 .4 100.10 4.211 34,41 1

Rh(CO)2I2 11.34 11.34

Total 25138.6574 9164,753 39619,94 5313.231 19825.426 4516.791 1754,14 153


10/25


11/25

2.1.

Peneracaan

2.1.1. Neraca Massa

1)

Neraca Massa Sekitar Reaktor

2) Neraca Massa Sekitar Separator

( 7 ) ( 9 ) ( 10 )

1 2 11.3 240. 11.3 240. 0 0

2 100.0 220.23 100.0 220.23 0 0

3 2 33.144 12.1 33.144 12.1 0 0

4 2 () .0 100.2 .0 100.2 0 0

33 1.2 .3 1.04 4.22 0.21 10.124

1.2 2134.04 11.1 143.42 .14 0.3

3 24.410 2.110 3.221 103.20 21.1 .02

2 222.324 400.304 .41 11.2 21.0 3.22

3 214.032 031.4 2.3 12.32 131.20 .1

1777.983 54435.663 1324.007 41317.183 373.688 13118.480

() 54435.663 54435.663

( 5 & 6 ) ( 7 ) ( 8 )

1 2 113. 22.4 11.3 240. 0 0

2 3.32 1034.34 100.0 220.23 0 0

3 2 3.1 12. 33.144 12.1 0 0

4 2 () .0 100.2 .0 100.2 0 0 33 0.000 0.000 1.2 .3 0.021 2.

1.00 2431.2 1.2 2134.04 2.32 2.3

3 2.40 4.4 24.410 2.110 .13 14.4

2 34.3 30. 222.324 400.304 12.3 2312.4

3 21.30 122.03 214.032 031.4 10. 00.

10 ()22 0.43 11.34 0 0 0.43 11.34

2248.200 66455.841 1777.983 54435.663 287.224 12020.177

()66455.841 66455.841


12/25

3)

Neraca Massa di Sekitar Titik Percabangan A

8 10 11

1 33 0.021 2. 0.21 10.124 0.21 12.3

2 2.32 2.3 .14 0.3 .41 .2

3 3 .13 14.4 21.1 .02 2.32 43.

4 2 12.3 2312.4 21.0 3.22 344.2 202.3

3 10. 00. 131.20 .1 22.0 140.12

()22 0.43 11.34 0 0 0.43 11.34

287.224 12020.177 373.688 13118.480 660.9121 25138.6574

()25138.6574 25138.6574

4) Neraca Massa di Sekitar Kolom Destilasi 1

11 ( 14 ) ( 15 )

1 33 0.21 12.3 0.22 12.3 0 0

2 .41 .2 .41 .2 0 0

3 32.32 43. .2 210.4 1.4 32.2

4 2344.2 202.3 11.01 321.11 13.20 241.21

322.0 140.12 14.4 .4 2.0 100.10

()22 0.43 11.34 0 0.000 0.43 11.34

660.912 25138.657 209.859 5313.231 451.053 19825.426

()25138.657 25138.657


13/25

5) Neraca Massa di Sekitar Kolom Destilasi 2

15 ( 16 ) ( 17 )

1 31.4 32.2 1.4 32.2 0 0

2 213.20 241.21 12.0 21. 1.13 21.321

3 32.0 100.10 1.0 4.211 21.1 110.0

4 ()22 0.43 11.34 0 0 0.433 11.34

451.053 19825.426 197.878 4516.791 253.174 15308.635

() 19825.426 19825.426

6) Neraca Massa di Sekitar Vaporizer:

17 ( 18 ) ( 19 )

1 2 1.13 21.321 1.12 21.303 0.0010 0.01

2 321.1 110.0 21.04 10. 0.031 30.212

3 ()22 0.433 11.34 0.000 0.000 0.433 11.34

253.174 15308.635 252.2309 15097.0606 0.9434 211.5748

()15308.635 15308.635


14/25

7)

16' 19 2

1 3. 24.0 . 24.0

2 22.44 1133.1 0.0010 0.01 2.44 1133.

3 3.23 34.41 0.031 30.212 .3 404.3

4 ()22 0 0 0.433 11.34 0.433 11.34

76.8481 1754.1408 0.9434 211.5748 77.7915 1965.7156

() 1965.7156 1965.7156

8)

( 1, 2, 3 4 ) ( 5 )

1 1.00 2431.2 1.00 2431.2

2 32.4 4.4 2.4 4.4

3 234.3 30. 34.3 30.

4 321.300 122.02 21.300 122.02

()22 0.433 11.344 0.433 11.344

691.024 19753.807 691.024 19753.807

() 19753.807 19753.807


15/25

9)

9 12 ( 13) ( 1

)

1 211.3 240. 0 0 11.3 240. 0 0

2 100.0 220.23 0 0 100.0 220.23 0 0

3 2

33.144

12.1

0 0 33.144

12.1

0 04 2

.41 11.2 1.423 2.3 0 0 .3 141.21

33.221 103.20

24.0

0

11.2

0 0 2.21 222.130

32.3 12.32 0 0 0 0

2.30

4

12.3240

3

33 1.04 4.22 0 0 1.04 4.22 0 0

11.1 143.42 0 0 1.11

14.342

4

10.32

004

132.1221

2

2 ()

.0

100.

2 0 0 .0

100.

24 0 0

1324.007 41317.18 286.02 9144.57 1301.47 39619.94 308.563 10841.807

(

)50461.7482 50461.7482


16/25

2.1.2. Neraca Panas

1)

Heat Exchanger (HE-01)

2) Reaktor (R-01)

.

1 3 ( 4 ) ( )

1 2 4. 02.

2 1430. 134.

3 2 10130. 13330.3

4 2 404. 204. 31.

3 41020.0 2.4 13.2

3 122.0 3032. 111331.

33 14. 2.0

2.3 1.3 4.

()22 34.3 34.3

10 2 332. 332.

11 104.

12 42030.

30752530.6 19911312.7 10841217.9

3) Expander (EX-01)

. 2 3

1 2 13. 4.

2 23300.4 1430.

3 2 21230. 10130.

4 2 4323.4 332.

303.1

18701607.6 18701607.6

. 4

1 2 02. 12344.3

2 134. 21.414

3 2 13330.3 232.3

4 2 204. 331044.004 3 2.4 31.4

3 3032. 240.34


17/25

4) Condensor (CD – 01)

.

1 2 12344.3 2202.

2 21.414 13.

3 2 232.3 41.1

4 2 331044.004 22. 3.

3 31.4 11. 1.

3 240.34 2332.4 103230.

33 23.24 433.4 .

1. 2311. .

2 12.4 11320.1

10 231.

11 2121.

3129131.9 462900.8 2666231.1

5) Separator (S – 01)

.

( ) ( )

1 2 2202. 2202.

2 13. 13.

3 2 41.1 41.1

4 2 1. 22. 3.

3 3. 11. 1.

3 103.1 2332.4 103230.

33 11.2 433.4 .

31. 2311. .

2 11320.1 11320.1

639261.7 462900.6 176361.1

33 14. 23.24

1.3 1.

2 332. 12.4

10 1211.0 111312. 111312.


18/25

6) Absorber (ABS – 01)

7) Heat Exchanger (HE-02)

.

10 ( 11 ) ( 12 )

1 2 2202. 22211.4

2 13. 032.

3 2 41.1 114.

4 2 22. 1110.1 220.

3 11. 131.1 13320.

3 2332.4 41.

33 433.4 123.

2311. 03. 40.

2 11320.1 403.11 1136523.8

595866.0 1582849.1 986983.1

.

13

14

1 2 31. 3. 24222.02 3 13.2 1. 2011.3

3 3 111331. 103230. 31403.4

4 33 2.0 . 23.3

4. . 32.1

()22 34.3 14.4

213.0

6284003.5 6284003.5


19/25

8) Kolom Destilasi (K – 01)

. 14

( 1 ) ( 1 )

1 2 24222.2 43. 33202.

2 3 2011.3 13. 210.

3 3 31403.4 441.4 131.0

4 33 23.3 .4

32.1 1240.

()22 14.4 221.

231.

4104.2

11175707.9 2432386.4 8743321.5


10) Destilasi (K – 02)

. 1

( 1 ) ( 1 )

1 2 221. 211442. 110.3

2 3 14.2 131.

3 3 303. 132.4 4124.14 ()22 213. 232.

01443.1

0.3

57547467.7 53020930.5 4526537.2

. 1 1

1 2 33202. 221.

2 3 210. 14.2

3 3 131.0 303.

4 ()22 221. 213.

142.0

8743321.4 8743321.4


20/25

11) Vaporizer (V – 01)

. 1

( 20 ) ( 21 )

1 2 110.3 42.3 2.

2 3 4124.1 223120. 224.3

3 ()22 232. 232.

4 23043.

1.

9695103.9 9466370.9 228733

12)

Condensor (CD – 04)


14) Mixing tank (MT – 01)

. 20 22

1 2 42.3 100.4

2 3 223120. 422.

3 23043.

4 1.

2235932 2235932

. 22 23

1 2 100.4 42.3

2 3 422. 220.

3 42241.1

4297804.2 4297804.2

. (24+2) 2

24 2

1 243. 323.3

2 2 20.3 1.4 0.1

3 3 102.4 00.4

4 3 2143.1 31.4

()22 240.3 23.2

1406135.3 1406135.3


21/25


2.2.

Peralatan Proses dan Utilitas2.2.1.

Peralatan Proses

REAKTOR R-01

Fungsi Tempat berlangsungnya reaksi karbonilasi CH3OH dengan CO dan

membentuk CH3COOH.

Jenis Bubble reactor dengan sparger

Jumlah 1 unit

Bahan Konstruksi Stainless Steel type 340 (SA 240)

Kondisi Tekanan 30 atm

Suhu 175oC

Katalis Rhodium kompleks dan

promoter HI

Waktu tinggal 36,42 menit

Dimensi reaktor Diameter 4,075 m

Tinggi 20,405 m

Tebal 4 in

Head dan Bottom Jenis Elliptical Dishead

Tebal 4 in

Sparger D orifice 3 mm

Jumlah 7117 buah

Pendingin Jenis Jaket

Tebal 0,0961 m

Media Brine (25 % NaCl)

. 2 1

1 323.3 2.

2 2 0.1 404.

3 3 00.4 41020.0

4 3 31.4 122.0

()22 23.2 34.3

044.0

10210919.4 10210919.4


22/25

Fase reaksi Cair - Gas

TANGKI T-04

Fungsi Sebagai Menyimpan bahan baku methanol dalam bentuk cair

selama 7 hari pada suhu 30oC dan tekanan 1 atm.

Jenis Flat Bottom Cylindrical Vessel Conical Roof

Jumlah 1 unit

Bahan Konstruksi Carbonsteel SA 283 Grade C


Suhu 30oC

Fase reaksi Cair-Cair

Tinggi 30 ft

Diameter 70 ft

Jumlah Course 5 buah

KOLOM SCRUBBER

Fungsi Memisahkan HI dari campurannya dengan bantuan methanol.

Jenis Packed Column

Jumlah 1 unit

Bahan Konstruksi Stainless Steel type 340 (SA 240)

Tinggi Packing 8,37 m

Packing Pall ring ukuran 2 in berbahan polipropilen

Kecepatan floading 4,75 ft/detik

Diameter menara 1,67 m

Tinggi menara 12,18 m

POMPA BAHAN BAKU METHANOL

Fungsi Mengalirkan methanol dari tangki peyimpanan sebagai bahan

penyerap HI dalam Absorber.

Bahan Konstruksi Carbonsteel SA 283 grade C

Jenis Pompa Sentrifugal

Jumlah 1 unit

Kapasitas 751,097 galon/menit



23/25


24/25

Dasar Kolom 2,39 m

Tebal Kolom Shell 3/16 in

Puncak Kolom ½ in

Dasar Kolom 1 ¼ in

2.2.2. Utilitas

AIR

Air untuk Proses Produksi 37.823,07 m /hari

Air untuk Membuat Steam 1.109,5 m /hari

Air untuk Umum (Perkantoran,Perumahan

dan Laboratorium)50,18 m

3 /hari

Total kebutuhan air 38.982,75 m3 /hari

Didapat dari sumber Sumur Bor

STEAM

Kebutuhan steam 118.902,80 lb/jam

Jenis boiler Water Tube Boiler

LISTRIK

Kebutuhan listrik 702,394 kW

Dipenuhi dari PLN Kawasan Kalimantan Timur

BAHAN BAKAR

Jenis Solar

Kebutuhan 77,769 ft /jam

Sumber dari Pertamina Balikpapan


25/25

67EXECUTIVE_SUMMARY.pdf

Documents

Transcript of 67EXECUTIVE_SUMMARY.pdf