Prarancangan Pabrik Magnesium Sulfat dari Magnesium Karbonat dan Asam Sulfat Kapasitas 300.000 Ton/Tahun

RIZKY ALIF FIRDAUS, Dr. Ir. Edia Rahayuningsih, MS.

2020 | Skripsi | S1 TEKNIK KIMIA

Prarancangan pabrik magnesium sulfat dari magnesium karbonat dan asam sulfat ini bertujuan untuk mengetahui kelayakan pabrik untuk didirikan. Pabrik ini dirancang dengan kapasitas 300.000 ton/tahun yang beroperasi secara kontinu selama 330 hari/tahun dan 24 jam/hari. Produksi magnesium sulfat heptahidrat (epsom salt) dengan kemurnian 98% ini menggunakan bahan baku dolomit sebanyak 243.546,14 ton/tahun, asam sulfat 98% sebanyak 252.112,59 ton/tahun, dan air sebanyak 461.463,54 ton/tahun. Selain magnesium sulfat heptahidrat, pabrik ini juga menghasilkan produk samping berupa kalsium sulfat dihidrat (gypsum) sebanyak 228.977,44 ton/tahun dengan kemurnian 93%. Secara umum, tahapan proses produksi magnesium sulfat heptahidrat ini terdiri dari reaksi antara dolomit dan asam sulfat 30% dalam reaktor alir tangki berpengaduk, proses pemurnian, dan kristalisasi dengan pendinginan. Untuk keperluan utilitas, dibutuhkan suplai air sungai sebanyak 123.905,54 kg/jam yang diperoleh dari sungai Bengawan Solo, listrik sebesar 2.292,53 kW, dan batu bara sebagai bahan bakar sebanyak 9.247,86 kg/jam. Sebanyak 215 karyawan dibutuhkan untuk menjalankan pabrik yang rencananya didirikan di atas lahan seluas 16,3 ha di daerah Gresik, Jawa Timur. Dalam mendirikan pabrik ini, dibutuhkan modal tetap sebesar $ 82.221.874,78 + Rp 28.435.274.425,55 dan modal kerja sebesar $ 30.449.509,99 + Rp 2.260.334.798,31. Dalam mengoperasikan pabrik ini, dibutuhkan total manufacturing cost sebesar $ 98.693.651,67 + Rp 13.500.642.234,26 per tahun dan general expenses sebesar $ 32.216.201,98 + Rp 3.069.560.922,39 per tahun. Keuntungan per tahun yang diperoleh sebelum pajak sebesar $ 29.071.268,31 sedangkan keuntungan setelah pajak (20%) sebesar $ 23.257.014,65. Setelah dilakukan evaluasi ekonomi terhadap pabrik ini, diperoleh return on investment before tax (ROIb) sebesar 34,52%; payout time before tax (POTb) selama 2,25 tahun; break-even point (BEP) pada kapasitas produksi sebesar 44,90%; shutdown point (SDP) pada kapasitas produksi sebesar 24,19%; dan discounted cash flow rate of return (DCFRR) sebesar 36,46% per tahun. Berdasarkan hasil evaluasi ekonomi tersebut, pabrik ini dapat dikatakan menarik secara ekonomi dan layak untuk dikaji lebih lanjut.

The preliminary design of this magnesium sulfate plant is intended to assess the feasibility of this plant. This plant is designed with a capacity of 300,000 tons/year which operates continuously for 330 days/year and 24 hours/day. The production of magnesium sulfate heptahydrate (Epsom salt) with a purity of 98% (w/w), uses 243,546.14 ton/year of dolomite, 252,112.59 ton/year of 98% sulfuric acid, and 461,463.54 ton/year of water as it's raw materials. In addition to magnesium sulfate heptahydrate production, this plant also produces calcium sulfate dihydrate (gypsum) with a purity of 93% (w/w) as much as 228,977.44 ton/year. In general, the stages of magnesium sulfate heptahydrate production process consist of the reaction between dolomite and 30% sulfuric acid in a CSTR, purification process, and crystallization by cooling. For utility purposes, this plant needs 123,905.54 kg/hour of water which is obtained from the Bengawan Solo river, 2,292.53 kW of electricity, and 9,247.86 kg/hour of coal as fuel. A total of 215 employees are needed to run the plant which is planned to be built on an area of 16.3 ha in Gresik, East Java. A fixed capital of $ 82,221,874.78 + Rp 28,435,274,425.55 is needed and a working capital of $ 30,449,509.99 + Rp 2,260,334,798.31 is required. In operating this plant, a total manufacturing cost of $ 98,693,651.67 + Rp 13,500,642,234.26 per year and general expenses of $ 32,216,201.98 + Rp 3,069,560,922.39 per year is required. This plant is estimated to have a profit before tax as much as $ 29,071,268.31 per year while profit after tax (20%) amounted to $ 23,257,014.65 per year. Based on economic evaluation, a return on investment before tax (ROIb) of 34.52% was obtained; payout time before tax (POTb) for 2.25 years; break-even point (BEP) at a production capacity of 44.90%; shutdown point (SDP) at a production capacity of 24.19%; and a discounted cash flow rate of return (DCFRR) of 36.46% per year. From those points, it can be concluded that the preliminary design of this magnesium sulfate heptahydrate plant is economically feasible and deserves further study.

Kata Kunci : magnesium sulfat, epsom, gypsum, dolomit, asam sulfat.