1 PRARANCANGAN PABRIK DIBUTYL PHTHALATE DARI PHTHALIC ANHYDRIDE DAN N-BUTANOL DENGAN KATALIS ASAM SULFAT KAPASITAS 12.500 TON/TAHUN TUGAS AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Kesarjanaan Strata1 Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Oleh: ALI MAHMUDI D 500 090 007 JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA SURAKARTA 2013 i UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK KIMIA Nama : Ali Mahmudi NIM : D 500 090 007 Judul Skripsi : Prarancangan Pabrik Dibutyl Phthalate dari Phthalic Anhydride dan n-Butanol dengan Katalis Asam Sulfat Kapasitas 12.500 Ton/Tahun Dosen Pembimbing : 1. Ir. Nur Hidayati,M.T., PhD. 2. Ir. Haryanto, A.R., M.S. Surakarta, Juli 2013 ii 2 UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA FAKULTAS TEKNIK Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan Kartasura Telp (0271) 717417 Surakarta- 57102 PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : ALI MAHMUDI NIM : D500090007 Jurusan : TEKNIK KIMIA Judul TA : PRARANCANGAN PABRIK DIBUTYL PHTHALATE DARI PHTHALIC ANHYDRIDE DAN N-BUTANOL DENGAN KATALIS ASAM SULFAT KAPASITAS 12.500 TON PERTAHUN Menyatakan dengan sebenarnya bahwa Tugas Akhir yang saya buat dan serahkan ini merupakan hasil karya saya sendiri, kecuali kutipan-kutipan dan ringkasan-ringkasan yang semuanya telah saya jelaskan sumbernya. Apabila dikemudian hari terbukti dan atau dapat dibuktikan bahwa Tugas Akhir hasil jiplakan, maka saya bersedia menerima sanksi apapun dari Fakultas Teknik atau gelar dan ijazah yang diberikan oleh Universitas Muhammadiyah Surakarta batal saya terima. Surakarta,16 Juli 2013 Yang membuat pernyataan, (ALI MAHMUDI) iii 3 MOTTO & PERSEMBAHAN Jadikanlah masalah sebagai warna kehidupan, hidup tidak akan berwarna tanpa adanya masalah, so color up your life. Khayalan akan tetap menjadi khayalan tanpa adanya sebuah tindakan. Sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan (QS. Al-Insyirah : 6)  Ku Persembahkan Karya ini Untuk:  Bapak dan Ibunda Tercinta  Mb Nur Q  Dek Iyun  Kalian bagai suntikan semangat bagiku, karena dukungan dan doa kalianlah mudy survive untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. iv 4 KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Wr. Wb. Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Illahi Robbi karena berkat rahmatdan hidayah-Nya penyusun dapat menyelesaikan laporan tugas akhir yang berjudul ”Prarancangan Pabrik Dibutyl Phthalate dari Phthalic Anhydride dan n-Butanol dengan Katalis Asam Sulfat Kapasitas 12.500 Ton/Tahun”. Tidak lupa sholawat serta salam senantiasa tercurahkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW, keluarga, sahabat dan para pengikutnya. Tugas akhir ini merupakan salah satu mata kuliah wajib di Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta yang harus ditempuh mahasiswa untuk memenuhi kelengkapan akademis, sebagai salah satu syarat memperoleh gelar sarjana. Pada kesempatan ini, penyusun ingin menyampaikan terima kasih yang tulus kepada semua pihak yang telah membantu menyelesaikan laporan tugas akhir ini, khususnya kepada : 1. Rois Fatoni, S.T., M.T., PhD. selaku Ketua Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Ir. Nur Hidayati,M.T., PhD.selaku dosen pembimbing pertama yang banyak membantu dan membimbing dalam menyelesaikan tugas akhir sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. 3. Ir. Haryanto, A.R., M.S.selaku dosen pembimbing kedua yang telah memberikan dorongan, arahan serta bimbingan dalam penyusunan tugas akhir ini. 4. Bapak Malik Musthofa M.Sc. atas semua masukan, share materi, dowload jurnal- jurnal internasionalnya, serta dorongan untuk tetap semangat mengerjakan TPP ini, semoga study doktor.nya cepet selesai pak . v 5. Bapak dan ibu tercinta terimakasih banyak telah memberi dasar pelajaran hidup pada anakmu yang nakal ini, semoga pintu surga selalu terbuka untuk kalian. 6. Mbah ukin sekeluarga, Mb Qom, kang Di, Iyun, Zaenal dan semua keluarga besar di Ds. Bageng 01/06 yang telah memberikan nuansa indah masa-masa kecil. 7. Pak Harjo, bu Fatonah, lek Tono, bulek Yuli dan dek Fahmi atas kasih sayang dan kekeluargaan sebagai pengayom mudi di Solo. 8. Segenap keluarga besar Islamic Boarding School of Muwahidun dan Ma’ahid yang telah mendidik mudi atas dasar-dasar nilai keimanan serta aqidah dan akhlaq. 9. Kang Di2k, ust.Bro Apenk, Oyix, Aming, Poni, But, mb yu Te, Monic, tante Lala, “mas” Agus, dan semua plend MU 06 dan 07 atas bingkisan peti kebersamaan, canda tawa waktu SMA sebagai dorongan semangat belajar. 10. Gepenk, mas Jeri, mb Dian dan slankers kos comunity.atas canda tawa gokiel dan keinambungan tali silaturrahminya. 11. Rizza tambun, sembox Izkie, Alfian Choro, dan keluarga besar bento camp terimakasih atas kebersamaannya semoga tetap berkelanjutan sampai tua nanti. 12. Teman-teman tekim 09 senasib seperjuangan seangkatan sependeritaan ayo semangat ngerjain TPP.nya. 13. Segenap civitas academika teknik kimia dan universitas muhammadiyah surakarta. Penyusun menyadari bahwa laporan ini masih banyak kekurangan dan jauh dari kesempurnaan. Penyusun mengharapkan semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkan informasi mengenaimateri yang dibahas dalam laporan ini. Wassalamu’alaikum Wr. Wb. Surakarta, 2013 Penyusun vi DAFTAR ISI JUDUL....................................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN.................................................................. ii PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR...................................... iii MOTTO DAN PERSEMBAHAN........................................................... iv KATA PENGANTAR............................................................................... v DAFTAR ISI............................................................................................. vii DAFTAR TABEL..................................................................................... xi INTISARI.................................................................................................. xiii BAB I PENDAHULUAN..................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ................................................................... 1 1.2 Kapasitas ............................................................................ 2 1.2.1 proyeksi kebutuhan dibutyl phthalte.......................... 2 1.2.2 kapasitas produksi pabrik komersial yang sudah ada. 2 1.3 Lokasi pabrik........................................................................ 3 1.3.1 ketersediaan bahan baku.............................................. 3 1.3.2 pemasaran..................................................................... 3 1.3.3 transportasi................................................................... 4 1.3.4 utilitas........................................................................... 4 1.3.5 tenaga kerja................................................................... 4 1.3.6 kebijakan pemerintah.................................................... 4 1.4 Tinjauan Pustaka ................................................................... 4 1.4.1 proses pembuatan dibutyl phthalate.............................. 4 1.4.2 kegunaan produk............................................................ 5 1.4.3 sifat fisika dan sifat kimia bahn baku dan produk......... 5 1.4.4 diskripsi proses secara umum........................................ 7 BAB II DISKRIPSI PROSES.......................................................... .. 9 2.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk ……………….......…… 9 2.1.1 bahan baku utama......................................................... 9 2.1.2 bahan baku pembantu................................................... 9 vii 2.1.3 produk........................................................................... 9 2.2 Konsep Reaksi............................................................................ 10 2.2.1 dasar reaksi...................................................................... 10 2.2.2 mekanisme reaksi............................................................ 10 2.2.3 tinjauan kinetika.............................................................. 11 2.2.4 tinjauan termodinamika................................................... 12 2.3 Langkah Proses............................................................................ 13 2.3.1 tahap persiapan bahan baku.............................................. 13 2.3.2 tahap reaksi....................................................................... 13 2.3.3 tahap pemurnian produk................................................... 13 2.4 Neraca Massa dan Neraca Panas ..……………………............... 14 2.4.1 neraca massa..................................................................... 14 2.4.2 neraca panas...................................................................... 18 2.5 Tata Letak Pabrik dan Peralatan ……………………..........….... 24 2.5.1 tata letak pabrik................................................................. 24 2.5.2 tata letak peralatan............................................................ 28 BAB III SPESIFIKASI ALAT PROSES.............................................. 30 3.1 Silo ............................................................................................... 30 3.2 Melting Tank ............................................................................... 30 3.3 Reaktor ......................................................................................... 31 3.4 Netralizer...................................................................................... 31 3.5 Dekanter....................................................................................... 31 3.6 Menara Distilasi ........................................................................... 32 3.7 Tangki ......................................................................................... 34 3.8 Heat Exchanger ............................................................................ 37 3.9 Pompa .......................................................................................... 43 BAB UTILITAS DAN LABORATORIUM.......................................... 48 4.1 Unit Pendukung Proses (Utilitas) ......................,......................... 48 4.1.1 unit penyediaan air dan pengolahan air (water supply section)48 4.1.2 unit penyediaan steam......................................................... 64 4.1.3 unit penyediaan listrik.......................................................... 65 viii 4.1.4 unit penyediaan bahan bakar............................................... 68 4.1.5 unit penyediaan udara tekan................................................... 68 4.1.6 unit pengolahan limbah........................................................ 69 4.2 Laboratorium................................................................................. 73 4.2.1 program kerja laboratorium................................................. 73 4.2.1 penanganan sampel.............................................................. 74 4.2.1 prosedur analisa................................................................... 74 4.2.1 metode analisa..................................................................... 75 4.2.1 alat-alat laboratorium........................................................... 75 BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN.............................................. 76 5.1 Bentuk Perusahaan ....................................................................... 76 5.2 Struktur Organisasi Perusahaan …………………………........... 77 5.3 Tugas dan Wewenang …………………………………….......... 81 5.3.1 pemegang saham............................................................... 81 5.3.2 dewan komisaris................................................................ 81 5.3.3 dewan direksi.................................................................... 81 5.3.4 staf ahli............................................................................. 82 5.3.5 kepala bagian.................................................................... 83 5.3.6 kepala seksi....................................................................... 86 5.4 Pembagian Jam Kerja Karyawan ................................................ 86 5.4.1 karyawan non shift........................................................... 87 5.4.2 karyawan shift.................................................................. 87 5.5 Penentuan Jumlah Karyawan …………………………….......... 88 5.6 Sistem Kepegawaian dan Upah …………………………........... 89 5.7 Penggolongan Jabatan, Jumlah Karyawan dan Gaji …................ 90 5.8 Kesejahteraan Soaial Karyawan Perusahaan …………............... 91 5.9 Kesehatan dan Keselamatan Kerja ……………………….......... 94 5.10 Manajemen Produksi ……………………………....................... 95 5.10.1 perencanaan produksi........................................................ 95 5.10.2 pengendalian produksi...................................................... 96 BAB VI ANALISIS EKONOMI............................................................. 98 ix 6.1 Total Capital Invesment ………………………………….......... 101 6.2 Working Capital .………………………………………….......... 101 6.3 Manufacturing Cost ……………………………………............. 102 6.4 General Expenses ………………………………………............. 102 6.5 Analisis Keuntungan ……………………………………............ 104 6.5.1 total capital investment..................................................... 104 6.5.2 working capital................................................................. 104 6.5.3 manufacturing cost........................................................... 105 6.5.4 general expenses............................................................... 105 6.5.5 analisis keuntungan.......................................................... 106 6.6 Analisis Kelayakan ……………………………………….......... 106 6.6.1 return on investment......................................................... 106 6.6.2 pay out time...................................................................... 107 6.6.3 fixed cost.......................................................................... 107 6.6.4 variable cost...................................................................... 107 6.6.5 regulated cost.................................................................... 108 6.6.6 break event point............................................................... 108 6.6.7 shut down point................................................................ 108 6.6.8 discount cash flow (DCF)................................................ 108 BAB VII PENUTUP............................................................................... 111 7.1 Kesimpulan………..…………………………............................ 111 DAFTAR PUSTAKA....................................................................... ....... -112- LAMPIRAN............................................................................................ 1 x