Ika Nawang , Puspitawati

M, Mujtahid

Novembri Cucu , Sektiani Agustin

Tri , Suyaningsih

Indonesian

Diponegoro University Institutional Repository

EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA      TUGAS PERANCANGAN PABRIK AMMONIUM SULFAT DENGAN PROSES NETRALISASI DI CIKAMPEK  Oleh : Ika Nawang  Puspitawati     L2C308020 Mujtahid          L2C308023 Novembri Cucu Sektiani Agustin   L2C308027 Tri Suyaningsih        L2C308036  JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2010 EXECUTIVE SUMMARY  JUDUL TUGAS TUGAS PERANCANGAN PABRIK AMMONIUM SULFAT DENGAN PROSES NETRALISASI DI CIKAMPEK  KAPASITAS PRODUKSI  200.000 Ton/tahun  I.  STRATEGI PERANCANGAN Latar Belakang  Ammonium Sulfat [(NH4)2SO4] adalah senyawa kimia yang berwujud  kristal  padat,  berwarna  putih  dan  larut  dalam  air. Ammonium Sulfat banyak dimanfaatkan sebagai pupuk nitrogen (pupuk ZA (Zwuafel Ammonium)) yang terdiri dari unsur Sulfur (24%  berat)  dalam  bentuk  ion  Sulfat  dan  unsur  Nitrogen  (21% berat)  dalam  bentuk  ion  Amonium.  Selain  itu,  juga  digunakan dalam  bidang  industri  untuk  pengolahan  air,  fermentasi,  bahan tahan api dan penyamakan (James G. Speight, 2002). Kebutuhan akan ammonium sulfat di Indonesia diperkirakan akan semakin meningkat sehingga kebutuhan tersebut belum dapat dipenuhi secara independent. Hal ini dikarenakan hanya ada satu pabrik yang memproduksi ammonium sulfat yaitu PT. Petrokimia Gresik dengan kapasitas yang belum mencukupi kebutuhan pasar. Dasar  Penentuan  Kapa-sitas Produksi        Penentuan  kapasitas  produksi  berdasarkan  pertimbangan sebagai berikut : 1.  Data impor Biro Pusat Statistik (2003-2009) menunjukkan kebutuhan impor ZA semakin meningkat dan pada tahun 2009 mencapai 496.613,232 Ton/tahun. 2.  Data ekspor Biro Pusat Statistik (2003-2009) menunjukkan kebutuhan  ekspor  ZA  dalam  negeri  menurun  210,600 Ton/tahun pada tahun 2007. 3.  Data  dari  IFPA  (2004)  menunjukkan  bahwa  konsumsi domestik ZA mengalami kenaikan dan diperkirakan pada tahun 2012 mencapai 375.000 Ton/tahun. Berdasarkan pertimbangan di atas, maka pabrik Ammonium Sulfat ini direncanakan mempunyai kapasitas 200.000 ton/tahun karena kapasitas  ini  masih  menguntungkan  dan  dapat  memenuhi  pasar domestik  dan  ekspor  serta  bahan  baku  yang  tersedia  masih mencukupi kebutuhan.  Dasar  Penetapan  Lokasi Pabrik Tabel 1.1 Alternatif pilihan lokasi pendirian pabrik  Dengan membandingkan tiga alternatif lokasi diatas, maka dalam perancangan  ini  dipilih  lokasi  pabrik  di  Kawasan  Industri Cikampek. Pemilihan Proses  Tabel 1.2 Karakteristik Proses Pembuatan Ammonium Sulfat  Dari tabel diatas menunjukkan bahwa proses netralisasi lebih baik, efisien dan menguntungkan. Bahan Baku Utama Jenis   Asam sulfat dan Ammonia  Spesifikasi   •  Asam Sulfat Wujud           : Cair  Warna           : kecoklatan       Komposisi    :  H2SO4 (min 98 %wt) dan H2O (maks 2,0  %wt) Densitas        : 1,8261 gr/cm3 •  Ammonia Wujud           : Cair (P = 12 atm, T = 30oC ) Warna           : Jernih Komposisi    : Ammonia (min 99%wt) dan Air (maks 0,5%wt) Densitas        : 0,665 gr/cm3 Kebutuhan   •  Ammonia     =  158.894,16   Ton/hari •  Asam sulfat  =  26.516,904   Ton/hari Asal   •  Ammonia dari PT. Pupuk Kujang, Jawa Barat. •  Asam Sulfat dari : PT. Mahkota Indonesia, Jakarta; PT. Timur Raya  Tunggal,  Jawa  Barat;  dan  PT.  Sud  Chemie  Indonesia Sukabumi. Produk Jenis  Ammonium Sulfat Spesifikasi         Wujud           : Kristal padat Warna           :  Putih  Komposisi  : Ammonium  Sulfat (99,75% wt); Air (0,15% wt); dan Asam Sulfat (maks 0,1% wt) Densitas        : 1,77 gr/cm3 Ukuran          : 75 % sebesar 30 mesh Laju produksi  606.060,72  Ton/hari Daerah Pemasaran  Dalam negeri dan ekspor  II.  DIAGRAM ALIR PROSES DAN PENERACAAN 1. Diagram Alir Proses Blok Diagram pembuatan amonium sulfat dengan proses netralisasi dilihat pada gambar 2.1.  Pembuatan Ammonium Sulfat dengan proses netralisasi pada dasarnya ada 4 tahap yaitu  1.  Tahap penyiapan bahan baku  3. Tahap pemisahan dan pengeringan produk 2.  Tahap reaksi netralisasi   4. Tahap pengepakan Sedangkan diagram alir pembuatan Ammonium Sulfat terlihat pada gambar 2.2 (terlampir). 2. Neraca Massa             Gambar 2.3 Blok Diagram Neraca Massa 3. Neraca Panas  •  Neraca  Panas Total Vaporizer (V-01)          Komponen INPUT Q1 (kkal/jam)  OUTPUT Q2 (kkal/jam) Q in  Q v  Q out NH3  1.040.574,9  521.779,751  1.040.574,9 H2O  179,81  340,032  179,81 Steam  684334,1  -  - Total  1.562.874,5  1.562.874,5 •  Neraca panas di Reaktor kristaliser (SAT-01) Komponen Q (kkal/jam) Input  Output 1  2  3  9  11  6  7 Ammonia  s  1.040.574,9  -  -  -  -  71.652,423 H2SO4  204.883,08  -  -  -  88.079,719  130.246,2  - Air  604,29  179,81  -  5.751.783,7  1.152.762,1  1.921.834,6  265.939,62 ZA  -  -  -  -  1.080.460,9  4.540.541,8  - Oksigen  -  -  83.326,029  -  -  -  462.331,45 Nitrogen  -  -  292.858,34  -  -  -  1.561.699 Total  8.455.066,8 + 1.257.475,8 (panas reaksi) = 9.712.542,6  8.954.245,1  •  Neraca panas di kondensor (CD-01) Komponen Q (kkal/jam) Input  Output 7  λ (panas pengebunan)  8  Condensate  Air  265.939,62  -  83.520,58  163.683,35 Ammonia  71.652,423  -  38.705,105  - Oksigen  462.331,45  -  254.481,33  - Nitrogen  1.561.699  -  878.361  - Air pendingin  -  942.871,14  -  - Total  2.361.622,5  2.361.622,5  •  Neraca panas di centrifuge (CF-01) Komponen   Q (kkal/jam) Input  Output 6  5  10 Asam Sulfat  130.246,2  2.067,785  86.593,959 Air  1.921.834,6  22.445,685  541.570,99 ZA  4.540.541.8  2.037.820,9  1.039.703,4 Total  6.592.622,6  3.730202,7  •  Neraca panas di Rotary Dryer (RD-01)  Komponen Q (kkal/jam) Input  Output 5  12  Qv  14  13 Asam Sulfat  2.067,785  -  -  33,669  2.785,444 Air  22.445,685  12.444,03  360.872,52  33.185,7  3.050,8 ZA  2.037.820,9  -  -  33.140,681  2.754.820,9 Oksigen  -  953.422,64  -  211.180,94  - Nitrogen  -  308.810,03  -  660.054,26  - Total  3.697.885,6  3.697.885,6  •  Neraca panas di Cyclon  Komponen Q (kkal/jam) Input  Output 14  15  16 Asam Sulfat  33,669  6,727  6.620,542 Air  32.816,97  6.563,394  26.252,775 ZA  33.140,681  6.620,542  26.507,697 Oksigen  211.180,94  211.180,94  - Nitrogen  660.054,26  660.054,26  - Total  937.226,52  937.226,52  •  Neraca panas di Wet Scrubber (WS-01)  Komponen Q (kkal/jam) Input  Output 15  20  19  13 Asam Sulfat  6,727  -  3,584  2.785,444 Air  6.563,394  48.745,192  33.185,7  56.308,56 ZA  6.620,542  -  33.140,681  5.872,879 Oksigen  211.180,94  -  211.180,94  - Nitrogen  660.054,26  -  660.054,26  - Total  3.697.885,6  3.697.885,6  III.  PERALATAN PROSES DAN UTILITAS 3.1 Spesifikasi Alat Utama 1.  Tangki Penyimpanan Asam Sulfat Kode (Tipe)  : T-01 (Silinder vertikal dengan flat bottom dan atap conical roof) Fungsi  : Menyimpan bahan baku Asam Sulfat Kondisi  : T = 30OC  dan P = 1 atm  Bahan konstruksi  : Carbon Steel SA-285 Grade A Kapasitas   : 11.610,251 bbl Jumlah   : 4 buah Dimensi  : D = 60 ft dan H total = 29,289 ft (tangki); H shell = 24 ft; Lebar plate standar = 6 ft Jumlah course = 4      D pengeluaran = 2,5 in dan D pengisian = 10 in (pipa) 2.   Pompa Asam Sulfat Kode (Tipe)  :  P-01 (Centrifugal pump) Fungsi   : Mengalirkan H2SO4 cair dari tangki penyimpanan ke saturator Bahan konstruksi  :  Carbon Steel  Kapasitas   :  36.855 gal/menit Tenaga motor  :  4 Hp 3.  Vaporizer Kode (Tipe)  : V-01 (shell and tube) Fungsi  :   menguapkan umpan Ammonia Jumlah  :   1 buah Material  :   Carbon steel SA 283 grade C Shell side   :  ID =  15 ¼ in; ∆P =   0,0296 psi Tube side   : OD = ¾ in; ID = 0,62 in; BWG = 16; Pitch = 1 in; triangular pitch;  Jumlah pass = 4; Jumlah tube = 170; Panjang tube =  16 ft;  Koreksi  : ∆P = 0,0383 psi; Uc = 248,945 Btu/(hr)(ft2)(∆F); Ud =  40,35 Btu/(hr)(ft2)(∆F);  Rd =  0,0207 (hr)(ft2)(∆F)/Btu 4.  Blower udara pengaduk Kode (Tipe)  : BLW-01 (Sentrifugal) Fungsi  : Sebagai alat transport udara pengaduk Bahan konstruksi   : Cast iron Tenaga motor   : 1 HP 5.  Reaktor Kode (Tipe)  : R-01 (Slurry Bubble Coloumn) Fungsi     : Tempat berlangsungnya reaksi netralisasi Bahan  :  Stainless Steel AISI 316 + Ti Jumlah  :  4 (empat) buah Kondisi Operasi  : T = 105-110 oC dan P = 1 atm Dimensi  : D = 2,42 m; H seksi reaksi = 3.63 m; H seksi kristalisasi = 2.09 m; Tebal dinding = 0,005 m Sparger  : D = 0,00169 m dan N lubang = 942 buah (orifice) 6.  Screw Conveyor Kode     : SC – 01  Fungsi       : Untuk mengangkut kristal dari centrifuge masuk Rotary dryer Bahan Kontruksi  : Carbon Stell SA-283 grade D Dimensi  : D= 6 in; Panjang = 10 ft dan Qmak = 500 Cuft/jam Power Motor   : 0.5 Hp  7.  Rotary Dryer Kode (Tipe)  : RD-01 (Rotary dryer)   Fungsi  : Untuk mengeringkan kristal ZA dari 5% menjadi 0,1% filtrat Bahan konstruksi  : Carbon steel Dimensi  : D = 2.000 m; Panjang = 8.279 m; N putaran = 3.5 rpm; Time of passage = 18.624 menit; koef. Over all heat transfer = 2,98 Btu/lb.ft2.oF; N flight = 20 Waktu tinggal  : 22 menit Tenaga  : 25 Hp 8.  Tangki penyimpanan ammonia Kode (Tipe)  : T-01 (Silinder horizontal bentuk torispherical) Fungsi  : Menyimpan bahan baku Ammonia Kondisi   : P =12 atm dan T = 30oC Bahan konstruksi  : Carbon Steel SA-212 Grade B Kapasitas tangki  : 5.838,6 bbl  Jumlah tangki  : 2 buah Dimensi  : D = 9,144 m dan Panjang total = 27,432 m; H shell = 24 ft; Lebar plate standar = 6 ft; N course = 4; Tebal shell = 0,0762 m; Tebal head = 0,0762 m  (tangki)     D pengeluaran = 0,0762 m dan D pengisian = 0,1524 m (pipa) 3.2 Utilitas AIR Air Untuk proses   37,074          m3/hari Air Untuk Pendingin  107,951       m3/hari Air Umpan Boiler  71,332         m3/hari Air Untuk Keperluan Umum  47,7             m3/hari Total kebutuhan air Didapat dari sumber 264,057       m3/hari Air sungai, bendungan dan sumur bor STEAM Kebutuhan Steam  85,598         ton/hari Jenis Boiler  Fired Tube Boiler LISTRIK Kebutuhan listrik   0,273813     Megawatt  Dipenuhi dari  PLN                         : 0,273813 Megawatt Pembangkit sendiri  : 0,5           Megawatt BAHAN BAKAR Jenis  IDO ( Industrial Diesel Oil ) Kebutuhan   4,281          ton/hari Sumber dari  Pertamina   IV.  PERHITUNGAN EKONOMI    Physical Plant Cost  Rp. 154.456.165.000 Fixed Capital  Rp. 239.098.143.420 Working Capital  Rp. 35.101.858.399 Total Capital Investment  Rp. 292.734.741.399 ANALISA KELAYAKAN Return on Investment (ROI)  Befor tax : 57,55 %  After tax : 46,04 %. Pay Out Time (POT)  Befor tax : 1,5 tahun After tax : 1,8 tahun Break Even Point (BEP)  29,022 % Shut Down Point (SDP)  15,454 % Rate of Return (ROR)  37,8065 % 

TUGAS PERANCANGAN PABRIK AMMONIUM SULFAT

DENGAN PROSES NETRALISASI DI CIKAMPEK

http://eprints.undip.ac.id/39165/1/2._Executive_Summary_(2).pdf

TUGAS PERANCANGAN PABRIK AMMONIUM SULFAT DENGAN PROSES NETRALISASI DI CIKAMPEK

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Diponegoro University Institutional Repository