Tugas akhir prarancangan pabrik fosgen dari karbon monoksida dan gas klor kapasitas 30. 000 ton/tahun

 
3.5
 
Separator 
Tabel 3.5 Spesifikasi Separator 
Kode 
SP 
Fungsi 
Memisahkan fase uap dan cair dari condenser parsial 
Tipe 
Horisontal drum 
Material 
Carbon steel SA 283 grade C 
Jumlah 
1 buah 
Kondisi operasi 
Ÿ
 
Tekanan  (atm) 
Ÿ
 
Suhu (°C) 
 
3 
39,16 
Dimensi 
Ÿ
 
Diameter (m) 
Ÿ
 
Panjang (m) 
Ÿ
 
Tebal (in) 
 
0,457 
2,134 
0,1875 
 
 

3.6
 
Menara Destilasi 
Tabel 3.6 Spesifikasi Menara Destilasi 
Kode 
MD-01 
Fungsi 
Memurnikan fosgen 
Tipe 
Packed tower dengan condenser total 
dan reboiler parsial 
Jumlah 
1 buah 
Kondisi operasi 
Ÿ
 
Tekanan (atm) 
Ÿ
 
Suhu umpan (°C) 
Ÿ
 
Suhu bottom (°C) 
Ÿ
 
Suhu top (°C) 
 
5 
39,16 
57,97 
30,32 
Dimensi atas menara 
Ÿ
 
Diameter (m) 
Ÿ
 
Tinggi head (in) 
 
0,251 
3,746 
Dimensi bawah menara 
Ÿ
 
Diameter (m) 
Ÿ
 
Tinggi head (in) 
 
0,379 
4,581 
Tinggi packing (m) 
14,173 
Material 
High Alloy steel SA 204 grade C 

Spesifikasi packing 
     -    Bahan 
     -    Jenis packing 
     -    Ukuran packing 
 
keramik 
Rasching rings 
1 in 
Tinggi menara (m) 
15,391 
 
 
3.7
 
Kondenser 
Tabel 3.7 Spesifikasi Kondenser 
Kode 
CD-01 
Fungsi 
Mengembunkan hasil atas menara distilasi - 01 
Jumlah 
1 buah 
Jenis 
Shell and Tube 
Kondisi operasi 
Fluida panas :  30,32  - 17,57 °C 
fluida dingin : 10-20 °C   
Shell side 
Ÿ
 
Kapasitas (kg/jam) 
Ÿ
 
Fluida 
Ÿ
 
ID (in) 
Ÿ
 
Baffle space 
Ÿ
 
Passes 
Ÿ
 
Pressure drop 
 
1304,014 
Destilat MD-01 
12 
2,4 
1 
0,4886 
Tube side 
 

Ÿ
 
Kapasitas (kg/jam) 
Ÿ
 
Fluida 
Ÿ
 
Panjang (ft) 
Ÿ
 
Jumlah  
Ÿ
 
OD 
Ÿ
 
BWG 
Ÿ
 
Pitch 
Ÿ
 
Passes 
Ÿ
 
Pressure drop 
7720,536 
Chilled Water 
16 
76 
0,75 
16 
1 
4 
1,6190 
Dirt factor 
0,0034 hr ft
2
  °F/Btu 
Luas transfer panas 
238,701 ft
2
 
 
 
 
 
3.8
 
Accumulator 
Tabel 3.8 Spesifikasi Accumulator 
Kode 
Acc-01 
Fungsi 
Menampung destilat MD-01 
Tipe 
Horisontal drum 
Material 
Carbon steel SA 283 grade C 
Jumlah 
1 buah 
Kondisi operasi 
 

Ÿ
 
Tekanan (atm) 
Ÿ
 
Suhu (°C) 
5 
17,57 
Dimensi 
Ÿ
 
Diameter (m) 
Ÿ
 
Panjang (m) 
Ÿ
 
Tebal (in) 
 
0,449 
1,610 
0.25 
 
3.9
 
Reboiler 
Tabel 3.9 Spesifikasi Reboiler 
Kode 
RB-01 
Fungsi 
Menguapkan sebagian hasil bawah MD-01 
Tipe 
Kettle reboiler 
Jumlah 
1 buah 
Kondisi operasi 
Fluida panas : 130,69 °C 
fluida dingin : 57,97-58,56 °C 
Shell side 
·
 
Kapasitas (kg/jam) 
·
 
Fluida 
·
 
ID (in) 
 
5438,544 
Hasil bawah MD-01 
12 

Tube side 
·
 
Kapasitas(kg/jam) 
·
 
Fluida 
·
 
Jumlah 
·
 
 length 
·
 
OD 
·
 
BWG 
·
 
Pitch 
·
 
Passes 
·
 
Pressure drop 
 
435,523 
steam 
12 
 8 ft 
1,5 in 
18 
1⅞ 
6 
0,3128 psi 
Dirt factor 
0,0035  hr ft°F/Btu 
Luas transfer panas 
31,402 ft
2
 
 
3.10
 
Pompa 
Tabel 3.10 Spesifikasi Pompa 
Kode 
P-01 
Fungsi 
Menekan produk Separator ke MD-01 
Tipe 
Centrifugal pump 
Material 
Carbon steel SA 283 grade C 
Kapasitas (gpm) 
15,192 
Tekanan 
3 – 5 atm 
Tenaga pompa (HP)  1 

Head pompa (ft) 
76,2963 
Kec putar (rpm) 
3500 
Tegangan (volt) 
220/380 
Tenaga motor (HP) 
1,5 
Pipa 
-
 
SN 
-
 
Dia (in) 
-
 
ID (in) 
 
40 
1,25 
1,38 
 
3.11
 
Kompresor 
Tabel 3.11 spesifikasi Kompresor 
Kode 
C-01 
Fungsi 
Menekan produk reaktor ke CP-01  
Tipe 
Reciprocating Compressor coverage single stage 
Material 
Carbon steel SA 283 grade C 
Kondisi Operasi 
 Tekanan 1,05 – 3 atm 
Suhu 149,64 – 152,58°C 
Tenaga (HP) 
84 
Tegangan (volt) 
220/380 
 
 
 
 
 

BAB  IV 
UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM 
 
4.1.     Unit Pendukung Proses 
Unit  pendukung  proses  atau  yang  lebih  dikenal  dengan  sebutan  utilitas 
merupakan unit penunjang proses produksi yang merupakan bagian penting untuk 
menunjang  berlangsungnya  proses  suatu  pabrik.  Utilitas  di  pabrik  fosgen 
dirancang  antara  lain  meliputi  unit  pengadaan  air,  unit  pengadaan  steam,  unit 
pengadaan  udara  tekan,  unit  pengadaan  listrik,  unit  pengadaan  bahan  bakar  dan 
unit pengolahan limbah. 
1.
 
Unit pengadaan air 
Unit  ini  bertugas  menyediakan  dan  mengolah  air  untuk  memenuhi 
kebutuhan air sebagai berikut : 
a.
 
Air pendingin 
b.
 
Air umpan boiler 
c.
 
Air konsumsi umum dan sanitasi 
2.
 
Unit pengadaan steam 
Unit  ini  bertugas  untuk  menyediakan  kebutuhan  steam  sebagai  media 
pemanas untuk alat–alat heat exchanger. 
3.
 
Unit pengadaan udara tekan. 
Unit  ini  bertugas  untuk  menyediakan  udara  tekan  untuk  kebutuhan 
perbengkelan. 
 

4.
 
Unit pengadaan listrik 
Unit ini bertugas menyediakan listrik sebagai tenaga penggerak untuk 
peralatan proses, peralatan utilitas, peralatan elektronik atau listrik, AC, 
maupun untuk penerangan. Listrik disuplai dari PLN dan dari generator 
sebagai cadangan bila listrik dari PLN mengalami gangguan. 
5.
 
Unit pengadaaan bahan bakar 
Unit ini bertugas menyediakan bahan bakar untuk kebutuhan boiler dan 
generator. 
6.
 
Unit refrigerasi 
Unit ini bertugas menyediakan pendinginan pada kondensor menara 
destilasi. 
7.   Unit pengolahan limbah 
   
Unit ini bertugas untuk mengolahan bahan-bahan buangan. 
 
4.1.1.   Unit Pengadaan Air 
Air yang digunakan dalam pabrik fosgen ini berasal dari perusahaan air 
industri yaitu PT Krakatau Tirta Industri, Cilegon, Banten dengan pertimbangan 
sebagai berikut : 
a.
 
Pabrik berada di kawasan industri di mana kebutuhan air disediakan oleh 
pengelola kawasan industri. 
b.
 
Pasokan air baku dijamin kontinyu. 
c.
 
Telah memenuhi standar baku air minum 

 
Total kebutuhan air dalam pabrik ini adalah : 
Air make up pendingin 
= 3223,322 kg/jam      =  3,180 m
3
/jam 
Air umpan boiler   
=  2104,363 kg/jam 
=   2,076m
3
/jam 
Air konsumsi dan sanitasi =  696,972 kg/jam 
=   0,688 m
3
/jam 
 
Total kebutuhan   
=  6024,656  kg/jam  =   5,943 m
3
/jam 
Untuk keamanan dipakai 20 % berlebih, maka : 
Total kebutuhan   
= 7229,587 kg/jam 
=  7,131 m
3
/jam 
 
4.1.1.1. Air pendingin 
Alasan  digunakannya  air  sebagai  media  pendingin  adalah  karena  faktor-
faktor sebagai berikut : 
a.
 
Air dapat diperoleh dalam jumlah yang besar dengan biaya murah. 
b.
 
Mudah dalam pengaturan dan pengolahannya. 
c.
 
Dapat menyerap sejumlah panas per satuan volume yang tinggi. 
d.
 
Tidak terdekomposisi. 
Air  pendingin  ini  digunakan  sebagai  pendingin  pada  reaktor,  kondensor 
parsial  dan  HE  (cooler).  Hal-hal  yang  perlu  diperhatikan  dalam  pengolahan  air 
pendingin :  
a.
 
Kesadahan (hardness), yang dapat menyebabkan kerak. 
b.
 
Adanya zat besi, yang dapat menimbulkan korosi. 

Pada  penggunaan  air  pendingin  melibatkan  penggunaan  cooling  tower 
yaitu  untuk  mendinginkan  kembali  air  pendingin  yang  telah  digunakan  sebagai 
media pendingin.  
Spesifikasi lengkap cooling tower : 
1.  Tipe 
: Inducted Draft Cooling Tower 
2.  Jumlah  
: 1 buah 
3.  Jumlah air yang didinginkan   : 138,320 m
3
/jam 
4.  Tenaga fan  
: 9,440HP 
5.  Tenaga motor  
: 12 HP 
6. Tegangan 
:220/380 volt 
Ø
 
Jumlah air yang digunakan 
Jumlah air yang dibutuhkan sebagai media pendingin adalah sebesar :  
= 140225,380 kg/jam 
= 138,320 m
3
/jam 
= 3319,672 m
3
/hari 
 
Pada proses pendinginan terdapat air yang hilang misalnya akibat penguapan, sehingga dibutuhkan penambahan 
air atau yang disebut sebagai air make up. 
 
Jumlah air make up sebagai media pendingin adalah sebesar : 
 
 
= 3223,322 kg/jam 
 
 
= 3,180 m
3
/jam 
 
 
= 76,308 m
3
/hari 
Ø
 
Pengolahan air  
Air  yang  berasal  dari  perusahaan  air  industri  ini  pada  umumnya  telah 
memenuhi  persyaratan  yang  diperlukan  sehingga  tidak  diperlukan 
pengolahan air. 

4.1.1.2. Air umpan boiler 
 Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penanganan air umpan boiler 
adalah sebagai berikut : 
a.
 
Kandungan zat yang dapat menyebabkan korosi. 
Korosi  yang  terjadi  di  dalam  boiler  disebabkan  karena  air 
mengandung larutan-larutan asam dan gas-gas yang terlarut. 
b.
 
Kandungan  zat yang menyebabkan kerak (scale forming ). 
Pembentukan  kerak  disebabkan  karena  adanya  kesadahan  yang 
biasanya berupa garam-garam karbonat dan silikat. 
c.
 
Kandungan zat yang menyebabkan pembusaan ( foaming ). 
Air  yang  digunakan  pada  proses  pemanasan  bisa  menyebabkan 
foaming  pada  boiler  karena  adanya  zat-zat  organik,  anorganik,  dan 
zat-zat  yang  tidak  larut  dalam  jumlah  besar.  Efek  pembusaan  terjadi 
pada alkalinitas tinggi. 
Ø
 
Jumlah air sebagai umpan boiler  
Jumlah  air  yang digunakan adalah  sebesar 2104,363  kg/jam  atau  laju  alir 
sebanyak  2,076  m
3
/jam.  Jumlah  air  ini  digunakan  hanya  pada  awal  start  up 
pabrik,  untuk  kebutuhan  selanjutnya  hanya  air  make  up  saja  yang  diperlukan. 
Jumlah  air  untuk  keperluan  make  up  air  umpan  boiler  adalah  sebesar  350,727 
kg/jam  atau  laju  alir  0,346  m
3
/jam.  Air  umpan  boiler  biasanya  digunakan  lagi 
setelah digunakan. 
 
 

Ø
 
Pengolahan air umpan boiler 
Air  yang  ada  perlu  menjalani  proses  pengolahan  terlebih  dahulu  agar 
dapat memenuhi persyaratan air umpan boiler.  
Proses pengolahannya yaitu dengan demineralisasi (ion exchanger), yaitu 
penghilangan  mineral-mineral  dalam  air  seperti  Ca
2+
,  Mg
2+
,  Na
+
,  HCO
3
-
,  SO
4
2-
, 
Cl
-
,  lalu  dilanjutkan  proses  penghilangan  gas-gas  terlarut  (pada  deaerator), 
terutama  O
2
  dan  CO
2
,  karena  gas-gas  tersebut  dapat  mengakibatkan  terjadinya 
korosi.  Proses  demineralisasi  menggunakan  suatu  cation  exchanger  (untuk 
menghilangkan  kation-kation  mineralnya)  dan  suatu  anion  exchanger  (untuk 
menghilangkan  anion-anion  mineralnya).  Sedangkan  proses  penghilangan  gas 
terlarut menggunakan suatu deaerator. 
 
4.1.1.3. Air konsumsi umum dan sanitasi 
Air ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum, laboratorium, 
kantor,  perumahan  dan  pertamanan.  Air  konsumsi  dan  sanitasi  harus  memenuhi 
beberapa syarat, yang meliputi syarat fisik, syarat kimia, dan syarat bakteriologis. 
Syarat fisik: 
a.
 
suhu di bawah suhu udara luar 
b.
 
warna jernih 
c.
 
tidak mempunyai rasa dan tidak berbau. 
Syarat kimia: 
a.
 
tidak mengandung zat organik maupun anorganik 
b.
 
tidak beracun 

Syarat bakteriologis : 
Tidak mengandung bakteri-bakteri, terutama bakteri yang patogen. 
Ø
 
Jumlah air untuk konsumsi dan sanitasi 
Jumlah  yang  dibutuhkan  adalah  sebesar  69,972  kg/jam  atau  laju  alir 
sebesar 0,688 m
3
/jam. 
Ø
 
Pengolahan air untuk konsumsi dan sanitasi 
Air  yang  berasal  dari  PT  Krakatau  Tirta  Industri  ini  telah  memenuhi 
persyaratan  yang  diperlukan  untuk  kebutuhan  konsumsi  dan  sanitasi  sehingga 
tidak diperlukan pengolahan air terlebih dulu. 
 
 
Skema pengolahan air yang digunakan di pabrik fosgen dapat dilihat pada 
gambar 4.1. 
 
 
 
Gambar 4.1. skema pengolahan air 
Air dari 
PT Krakatau Tirta  
Industri 
Bak penampung  
air pendingin 
Cooling Tower 
Demineralisasi 
Bak penampung  
Air boiler 
Air konsumsi dan sanitasi 
Boiler 
Proses 
proses 

4.1.2.  Unit Pengadaan Steam 
   Steam  yang  diproduksi  pada  pabrik  fosgen  ini  digunakan  untuk 
memenuhi kebutuhan panas pada reboiler, dan heat exchanger. Untuk memenuhi 
kebutuhan  steam  digunakan  boiler.  Kebutuhan  steam  pada  pabrik  fosgen  ini 
adalah  
    Tekanan 
=  40 psi 
               Suhu 
=  130,69
 
o
C 
 
    Jumlah  
=  
722,340 
kg/jam 
Untuk menjaga kemungkinan kebocoran steam pada saat distribusi, jumlah 
steam  dilebihkan  sebanyak  10  %.  Jadi  jumlah  steam  yang  dibutuhkan  adalah 
sebanyak 
794,397
 kg/jam. 
Ø
 
Boiler yang dibutuhkan 
Spesifikasi Boiler  : 
 
 
 
 
1. Tipe 
: Fire tube boiler 
 
2. Jumlah 
: 1 buah 
 
 
 
3. Heating surface  : 
612,265
 ft
2 
   
 
4. Rate of steam 
: 
1753,635
 lb/jam  
 
 
5. Tekanan steam 
: 40 psi 
 
 
6. Bahan bakar 
: Solar 
 
 
4.1.3.  Unit Pengadaan Udara Tekan 
 
Unit penyedia udara tekan merupakan salah satu unit yang sangat penting. 
Udara  tekan  sangat  diperlukan  dalam  berbagai  proses  terutama  untuk  fasilitas 

instrumentasi  peralatan  proses.  Kebutuhan  udara  tekan  untuk  pabrik  fosgen 
diperkirakan sebesar 200 m
3
/jam, tekanan 100 psia, dan suhu 30
o
C. 
Spesifikasi kompresor : 
Kode   
 
= K 
Tipe 
 
 
= Single stage reciprocating compressor 
Jumlah  
 
= 2 buah ( 1 cadangan ) 
Kapasitas 
 
= 200 m
3
/jam 
Suhu udara 
 
= 30
o
C 
Tekanan suction 
= 14,7 psia 
Tekanan discharge 
= 100 psia 
Daya kompresor 
= 13 HP 
Tegangan 
 
= 220/380 volt 
Efisiensi 
 
= 80 % 
 
4.1.4.  Unit Pengadaan Listrik 
Kebutuhan  tenaga  listrik  di  pabrik  fosgen  ini  dipenuhi  oleh  PLN  dan 
generator pabrik,  hal  ini  bertujuan agar pasokan tenaga listrik  dapat berlangsung 
kontinyu  meskipun  ada  gangguan  pasokan  dari  PLN.  Generator  yang  digunakan 
adalah generator arus bolak-balik dengan pertimbangan : 
a)
 
Tenaga listrik yang dihasilkan cukup besar. 
b)
 
Tegangan  dapat  dinaikkan  atau  diturunkan  sesuai  kebutuhan  dengan 
transformer. 
 

Kebutuhan listrik di pabrik ini antara lain terdiri dari : 
1.
 
Listrik untuk keperluan proses dan utilitas 
=  94,931 kW 
2.
 
Listrik untuk penerangan   
 
 
=  131,366 kW 
3.
 
Listrik untuk AC   
 
 
 
=  15 kW 
4.
 
Listrik untuk laboratorium dan instrumentasi. 
=  10 kW 
Jumlah kebutuhan listrik total 
 
 
=  251,298 kW 
Jumlah  kebutuhan  listrik  sebesar  ini  disuplai oleh  PLN. Jika diasumsikan 
kapasitas  generator  =  75  %  dari  kapasitas  total  sehingga  spesifikasi  generator 
yang  dibutuhkan  untuk  menyuplai  kebutuhan  listrik  diatas  jika  terjadi  gangguan 
listrik dari PLN  adalah sebagai berikut : 
 
Tipe 
 
: AC generator 
 
Kapasitas 
: 500 kW  
 
Tegangan 
: 220/380 volt 
 
Efisiensi 
: 75 %  
 
Jumlah  
: 1 buah 
 
Bahan bakar  : Solar 
 
4.1.5.Unit Pengadaan Bahan Bakar  
Unit  pengadaan  bahan  bakar  mempunyai  tugas  untuk  memenuhi 
kebutuhan  bahan  bakar  pada  boiler  dan  generator.  Jenis  bahan  bakar  yang 
digunakan adalah solar yang diperoleh dari Pertamina dan distributornya.  
 
 

Pemilihan bahan bakar cair tersebut didasarkan pada alasan : 
1.
 
Mudah didapat 
2.
 
Kesetimbangan terjamin 
3.
 
Mudah dalam penyimpanan 
Sifat fisik solar adalah sebagai berikut : 
-   Heating Value 
: 27800 Btu/lb 
- 
Specific gravity  : 0,8691 
- 
Efisiensi    
: 85 % 
Ø
 
Kebutuhan bahan bakar 
1. Untuk Boiler  
= 40,593 L/jam 
2. Untuk Generator  = 34,466 L/jam 
Total kebutuhan 
= 75,059 L/jam   
 
4.1.6.Unit Refrigerasi 
Proses  refrigerasi  digunakan  untuk  menyediakan  pendingin  kondenser 
pada  menara  destilasi.  Proses  dilakukan  dengan  cara  kompresi,  kondensasi, 
ekspansi dan pendinginan air menggunakan refrigerant. Jumlah air (chilled water) 
yang dibutuhkan sebesar 7720,536 kg/jam. 
 
4.1.7.Unit Pengolahan Limbah 
Gas  residu  dari  produksi  fosgen  harus  diolah  terlebih  dahulu  dengan 
dibakar  sebelum  dibuang  karena  dapat  mengakibatkan  pencemaran  yang 
berbahaya bagi lingkungan. 

Gas  residu  berasal  dari  pemisahan  pada  unit  separator  yang  berupa 
uncondensable  gas.  Selain  dari  unit  separator,  distilat  dari  menara  distilasi  juga 
merupakan residu yang harus diolah sebelum dibuang ke lingkungan. 
Destilat dari MD ini berupa cair pada tekanan 5 atm, kemudian diturunkan 
menjadi 1 atm agar berubah menjadi gas. Gas distilat MD ini bersama dengan gas 
residu lain masuk ke unit pengolahan gas buang yaitu dengan proses pembakaran.  
 
4.2.     Laboratorium 
Pengendalian  dan  peningkatan  kualitas  produk  dilakukan  oleh  bagian 
Laboratorium.  Layanan  yang  diberikan  oleh  Laboratorium  ini  adalah  pengujian 
bahan  baku,  pengujian  kualitas  air  utilitas  dan  air  buangan,  pengujian  kualitas 
produk fosgen serta pengembangan produk dan layanan konsumen. 
 
Pabrik fosgen ini memiliki beberapa laboratorium yang berfungsi sebagai 
berikut : 
1.
 
Menjamin  bahan  baku,  aditif  dan  katalis  yang  akan  dipergunakan  dalam 
proses sesuai dengan spesifikasi bahan tersebut. 
2.
 
Membantu  operasi  dengan  menjaga  kualitas  bahan  baku  agar  selama 
proses berlangsung operasi dapat terkendali. 
3.
 
Meneliti  kualitas  produk,  apakah  kualitasnya  sesuai  dengan  spesifikasi 
yang diinginkan aatau menyimpang dari spesifikasi produk. 
4.
 
Meneliti kualitas air utilitas dan limbah. 
 
 

Dalam melaksanakan tugasnya, laboratorium dibagi 2 yaitu : 
1.
 
Laboratorium fisik dan analitik 
2.
 
Laboratorium penelitian dan pengembangan 
 
4.2.1.
 
  Laboratorium Fisik dan Analitik 
Bagian  ini  bertugas  mengadakan  pemeriksaan  atau  pengamatan  terhadap 
sifat-sifat bahan baku dan produk. Pengamatan yang dilakukan yaitu antara lain : 
-
 
Gas Chromatography ( GC ) 
-
 
Liquid Chromatography ( HPLC ) 
Digunakan  untuk  mengetahui  kadar  dan  kandungan  dalam  bahan  baku 
karbon monoksida dan gas klor juga dalam produk fosgen. Selain itu alat ini juga 
digunakan untuk menganalisa kadar gas buang atau residu dalam produksi fosgen.