36 executive summary
0 likes602 views
1. Pabrik urea formaldehid direncanakan di Bontang, Kalimantan Timur dengan kapasitas 16.000 ton/tahun untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. 2. Proses yang digunakan adalah D.B Western dengan bahan baku metanol, urea dan oksigen. 3. Peralatan utama meliputi tangki penyimpanan, pompa, reaktor tetap ganda, menara penyerap dan penukar panas.
36 executive summary
- 1. 1 EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA TUGAS PERANCANGAN PABRIK UREA FORMALDEHID DENGAN PROSES DBWESTERN KAPASITAS 16.000 TON/TAHUN Oleh : FAHRIYA PUSPITA SARI NIM. L2C007042 SHOFI MUKTIANA SARI NIM. L2C007084 JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2011
- 2. 2 EXECUTIVE SUMMARY Judul Tugas PRARANCANGAN PABRIK UREA FORMALDEHID DENGAN PROSES D. B WESTERN Kapasitas Produksi 16.000 ton/tahun I. STRATEGI PERANCANGAN Latar belakang Industri plywood awalnya menggunakan phenol formaldehid sebagai perekat. Tetapi ketika urea formaldehid telah digunakan secara komersiil maka pemakaian phenol formaldehid semakin berkurang dan fungsinya digantikan oleh urea formaldehid. Hal tersebut disebabkan harga urea formaldehid lebih murah dan kualitas produk yang dihasilkan juga lebih baik. Dalam penggunaannya secara luas, resin urea formaldehid lebih banyak dimanfaatkan dalam industri perekatan yaitu sekitar 82 %. Data BPS (Badan Pusat Statistik) menunjukan bahwa impor urea formaldehid terus mengalami peningkatan dari tahun 2003 sampai tahun 2010. Peningkatan impor urea formaldehid yang cukup signifikan terjadi pada tahun 2004 sebesar 4.124 ton menjadi 7.477 ton pada tahun 2005, dengan penambahan sebesar 3.353 ton. Sedangkan industri yang memproduksi urea formaldehid di Indonesia tidak bertambah, yaitu berkisar 1.104.700 ton/tahun Dasar penetapan Industri urea formaldehid direncanakan akan beroperasi kapasitas produksi dengan kapasitas 16.000 ton/tahun dengan pertimbangan : Prediksi kebutuhan pasar. Pabrik Urea Formaldehid ini mulai beroperasi pada tahun 2014 dengan kapasitas 16.000 ton/tahun yang akan memenuhi kekurangan kebutuhan Urea Formaldehid dalam negeri pada tahun 2014. Kapasitas pabrik yang sudah beroperasi. Kapasitas minimal pabrik yang telah beroperasi dengan proses D.B. Western pada saat ini di Indonesia adalah PT. Cakram Utama Jaya dengan kapasitas 11.800 ton/tahun sedangkan kapasitas maksimal adalah 544.000
- 3. 3 ton/tahun yang merupakan kapasitas produksi La Porte, Texas di Amerika Serikat Ketersediaan bahan baku. Metanol sebesar 7.893,09 ton/tahun dapat diperoleh dari PT. Kaltim Metanol Industry (660.000 ton/tahun) atau Pertamina Pulau Bunyu (330.000 ton/tahun). Urea sebesar 9.901,73 ton/tahun dapat diperoleh dari PT. Pupuk Kalimantan Timur (2.980.000 ton/tahun). Sedangkan bahan baku oksigen sebesar 8.754,22 ton/tahun dapat diperoleh dari udara lingkungan sekitar. Dasar penetapan lokasi Lokasi pabrik urea formaldehid akan didirikan di Bontang, pabrik Kalimntan Timur dengan pertimbangan: Penyediaan bahan baku. Dekat dengan sumber bahan baku yaitu metanol dari PT. Kaltim Metanol Industry dan urea dari PT. Pupuk Kalimantan Timur. Pemasaran produk/market. Lokasi di kawasan Bontang relatif strategis untuk pemasaran produk terutama bagi pabrik-pabrik yang menggunakan urea formaldehid yaitu industri plywood, perekatan kayu, yang hampir sebagian besar berada di kawasan Kalimantan, terutama di daerah sekitar Kalimantan Timur. Berat produk yang dihasilkan. Urea formaldehid termasuk dalam produk weight loss, sehingga lokasi pabrik yang dipilih sebaiknya dekat dengan lokasi bahan baku agar biaya transportasi bisa diminimalkan. Pemilihan proses Proses D.B. Western merupakan proses pembuatan formaldehid atau urea formaldehid secara kontinyu dengan bahan baku metanol, oksigen dan urea. Metanol yang diuapkan direaksikan dalam sebuah reaktor fixed bed multitube yang terdiri atas beberapa tube yang berisi katalis iron molybdenum oxide dengan pendingin air. Dipilih proses D.B. Western karena konversi yang tinggi serta umur katalis yang lebih panjang. BAHAN BAKU Jenis Metanol Spesifikasi Wujud : cairan
- 4. 4 Warna : tak berwarna Komposisi : Metanol : minimal 99,90 % berat H2O : maksimal 0,10 % berat Densitas : 0,7866 gr/ml Kebutuhan 7.077,454 ton/tahun Asal PT. Kaltim Metanol Industry Jenis Urea Spesifikasi Wujud : padat Warna : putih Bentuk : prill Komposisi : Urea : minimal 99,00 % berat H2O : maksimal 0,5 % berat Biuret : maksimal 0,5 % berat Kebutuhan 8.345,827 ton/tahun Asal PT. Pupuk Kalimantan Timur PRODUK Jenis Urea formaldehid Spesifikasi Wujud : cair Warna : tidak berwarna Bau : tajam Komposisi : Urea Formaldehid : minimal 85,00 % berat Metanol : maksimal 0,30 % berat H2O : maksimal 13,20 % berat Urea : maksimal 1,5 % berat Densitas : 1,46 g/cm3 Laju produksi 16.000 ton/tahun Daerah pemasaran Kalimantan Timur, Kalimantan Selatan, dan Kalimantan Barat
- 5. 5 II. DIAGRAM ALIR DAN PENERACAAN Arus (kg/jam) Komponen 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 HCOH 732,2533402 29,12115207 CH3OH 893,1155168 61,98221687 55,92161081 6,060606061 O2 991,1116847 991,1116847 551,1609741 551,1609741 411,4488789 H2O 0,502531572 495,7220502 440,6247595 7,692492384 448,3172518 677,5103465 266,5289556 757,8434578 CO 43,61115181 43,61115181 CO2 188,0328986 N2 3264,656936 3264,656936 3264,656936 3264,656936 3264,656936 Urea 1046,073588 1046,073588 30,4407414 UF1 1053,7323 UF2 468,3124706 UF3 195,1269471 Partikulant 0,851153724 jumlah 893,6180484 4256,619774 4255,768621 5149,386669 440,6247595 1053,76608 1494,390839 4621,982171 2020,20202 4621,982171 Arus (kmol/jam) Komponen BM 1 2 3 4 6 7 8 9 10 HCOH 30,03 24,38406061 0,969735334 CH3OH 32,04 27,87501613 1,93452612 1,745368627 0,189157493 O2 32 30,97224015 30,97224015 17,22378044 17,22378044 12,85777747 H2O 18,01 0,027902919 27,52482233 24,46556132 0,427123397 24,89268472 37,61856449 14,79894256 42,07903708 CO 28,02 1,556429401 1,556429401 CO2 44,02 4,271533361 N2 28,02 116,511668 116,511668 116,511668 116,511668 116,511668 Urea 60,05985 17,41718615 17,41718615 0,506840117 UF1 90,091 11,69631039 UF2 120,118 3,898770131 UF3 150,145 1,299590044 Partikulant jumlah 27,90291905 147,4839081 147,4839081 189,1352869 24,46556132 17,84430955 42,30987087 175,6255462 32,38961074 175,7200159
- 6. 6
- 7. 7
- 8. 8 III. PERALATAN PROSES DAN UTILITAS 1. Spesifikasi alat Tangki Ringkasan Tangki (T-01): Fungsi Menampung Metanol untuk persediaan selama 7 hari Kondisi 1. Temperatur = 30oC 2. Tekanan = 1 atm 3. Wujud = cair Tipe Silinder vertikal dengan flat bottom dan head conical roof Bahan konstruksi Carbon Steel SA-283 Grade C 1. Jumlah = 2 buah 2. Diameter = 20 ft 3. Tinggi = 24 ft 4. Jumlah Course = 4 buah Course 1 Panjang plate = 6,29 ft Lebar plate = 6 ft Tebal shell = 1/4 in. Course 2 Panjang plate = 6,29 ft Lebar plate = 6 ft Tebal shell = 1/4 in Course 3 Panjang plate = 6,29 ft Lebar plate = 6 ft Tebal shell = 3/16 in Course 4 Panjang plate = 6,29 ft Lebar plate = 6 ft Tebal shell = 3/16 in Tinggi head 2,56 ft Tebal head 0,294 in Tinggi total 26,56 ft Diameter pipa 2 遜 in / Sch No. 40 pemasukan / Sch No. Diameter pipa pengeluaran / Sch No. 1 in / Sch No. 40
- 9. 9 Pompa Ringkasan Pompa (P-01): Fungsi Memompa bahan baku Metanol dari tangki penyimpanan ke vaporizer Tipe Centrifugal pump, Single Stage Bahan Pipa baja komersiil H Power 24,87 lbf/lbm e Daya pompa 1 HP a Power motor 1 HP t Ukuran pipa 1. Diameter nominal = 1 in. 2. Schedule number = 40 E 3. ID = 1,049 in. 4. Bahan = Komersiil Steel Pipe x Reaktor Ringkasan Reaktor (R-01): Fungsi Tempat berlangsungnya reaksi antara Metanol dan Oksigen menjadi Formaldehid Tipe Fixed bed multi tube Jumlah 1 buah Berat katalis 688073 gram Waktu tinggal 0,801698456 detik Tinggi reactor 166,57 cm Kondisi Non Isotermal, non Adiabatis Tekanan = 1,5 atm Suhu masuk = 463 K Suhu keluar = 533,49 K Fase = Gas Spesifikasi tube Jumlah tube = 672 buah Panjang = 124,75 cm ID = 3,505 cm
- 10. 10 OD = 4,216 cm Pitch = 5,270 cm Spesifikasi shell ID = 115,93 cm Tebal = 0,476 cm Pressure Drop Ps = 1,175 . 10-6 atm Pt = 2,69 atm Absorber Ringkasan Absorber (AB-01): Fungsi Menyerap Formaldehid dengan Larutan Urea Tipe Packed Tower Jenis packing Raschig rings Bahan Stainless steel type 304 Diameter menara atas : 3,395 ft = 1,04 m bawah : 3,59 ft = 1,095 m Jumlah bed 4 Tebal shell standar 1/4 in. Tebal head standar 3/16 in. Tinggi head total 0,167 m Tinggi absorber 14,4 m Heat Exchanger Rangkuman Gas in water out HE-3 water in Gas out Nama Heat Exchanger Fungsi Mendinginkan produk sebelum masuk absorber Jenis 2,12 Shell and Tube
- 11. 11 Bahan konstruksi Carbon Steel SA 285 Grade C Jumlah Tube 106 Desain Shell : Tube : 2o Fluida panas (produk) Uc : 17,5 Btu/ft . F Fluida dingin (air) o 2o T in : 260,74 F UD : 5,81 Btu/ft . F Tin : 86oF Tout : 158 oF Rd : 0,05 Tout : 113oF 9,6 Pressure drop (psi) 6,8 2. Utilitas AIR Air untuk melarutkan urea 10,76 m3/hari Air untuk sanitasi (service water) 14,42 m3/hari Saat start-up : 0,33 m3/hari Air umpan boiler (boiler feed water) Saat pabrik berjalan : 0,033 m3/hari Saat start-up : 203,7 m3/hari Air pendingin (cooling water) Saat pabrik berjalan : 20,37 m3/hari Saat start-up : 229,21 m3/hari Total kebutuhan air Saat pabrik berjalan : 45,583 m3/hari Air laut (kapasitas pompa = 0,14 cuft/s) Didapat dari sumber Air tanah (kapasitas pompa = 0,007 cuft/s) STEAM Kebutuhan steam 1770,02 kg/hari Jenis boiler Water Heat Boiler LISTRIK Kebutuhan listrik 153,94 kilowatt Dipenuhi dari Generator BAHAN BAKAR Jenis Steam Kebutuhan 0,033 m3/hari Sumber dari WHB
- 12. 12 IV. PERHITUNGAN EKONOMI Physical plant cost US $ 3.622.268,35 Fixed capital US $ 5.523.959,24 Working capital US $ 828.593,89 Total capital investment US $ 6.849.709,45 ANALISIS KELAYAKAN Return on Investment (ROI) Before tax : 32,14 % After tax : 22,54 % Pay Out Time (POT) Before tax : 2,36 tahun After tax : 3,06 tahun Break Even Point (BEP) 46,15 % Shut Down Point (SDP) 29,5 % Discounted Cash Flow (DCF) 28,6 %