Prarancangan Pabrik Butil Butirat dari N-Butanol dan Asam Butirat dengan Kapasitas 20.000 Ton/Tahun

JOVI BIMA NOVANDIKA, Ir. Moh. Fahrurrozi M.Sc., Ph.D

2016 | Skripsi | S1 TEKNIK KIMIA

Prarancangan pabrik pabrik butil butirat dari n-butanol dan asam butirat ini dilaksanakan dengan tujuan untuk mempelajari dan melihat kelayakan untuk didirikannya pabrik tersebut dengan kapasitas 20.000 ton/tahun. Pabrik akan dioperasikan selama 330 hari/tahun dan 24 jam/hari. Proses esterifikasi dipilih sebagai proses utama untuk menghasilkan butyl butirat dengan bantuan katalis dowex 50Wx8-400. Reaksi berlangsung di dalam Menara distilasi reaktif dengan jenis tray yang dilengkapi oleh packing untuk penempatan katalis. Operasi berlangsung pada tekanan 1.5 atm dan suhu hingga 180 oC. Diperlukan n-butanol sebanyak 1.637,59 kg/jam dan asam butirat sebanyak 1.142,15 kg/jam untuk mencapai target produksi butyl butirat. Pabrik dikategorikan sebagai pabrik beresiko rendah dengan kondisi operasi relatif rendah dan bahan-bahan yang tidak memiliki tingkat hazard tinggi. Pabrik direncanakan untuk dibangun di daerah Gresik, Jawa Timur, dengan kebutuhan tanah total sebesar 14.360,58 m2 dan membutuhkan karyawan sebanyak 165 orang. Pabrik membutuhkan air sebanyak 346.078 kg/jam yang diambil dari air laut perairan gresik untuk diolah lebih lanjut menjadi air siap pakai. Kebutuhan energy listrik dari pabrik ini sebesar 234,85 kW akan dipenuhi oleh PLN Jawa-Bali. Untuk menunjang proses produksi, pabrik dilengkapi unit pembangkit listrik darurat, pembangkit steam, unit penyedia udara tekan, dan unit pengolahan limbah. Untuk mendirikan pabrik ini dibutuhkan modal tetap sebesar $39.993.402,93 + Rp13.727.110.409 dan modal kerja sebesar $17.293.621,19. Keuntungan yang diperoleh sebelum pajak sebesar $37.081.906,62, sedangkan keuntungan sesudah pajak sebesar $24.103.239,31. Setelah dilakukan evaluasi ekonomi, maka diperoleh Return of Investment (ROI) sebelum pajak sebesar 93 %, dan ROI sesudah pajak sebesar 59 %. Pay Out Time (POT) sebelum pajak sebesar 1 tahun dan POT sesudah pajak sebesar 1,46 tahun. Break Even Point (BEP) sebesar 27,5 %, Shut Down Point (SDP) sebesar 13,4 %, dan Discounted Cash Flow Rate of Return (DCFRR) sebesar 58,44 % per tahun. Berdasarkan data tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa Pabrik butil butirat ini layak didirikan dan layak untuk dikaji lebih lanjut

The preliminary plant design of butyl butyrate from n-butanol and butyric acid is carried out with the aim to study and look at the feasibility of the establishment of the plant with a capacity of 20,000 tons / year. The plant will be operated for 330 days / year and 24 hours / day. Esterification process was selected as the main process to produce butyl butyrate and occur with the help of the catalyst Dowex 50Wx8-400. The reaction takes place in tray type reactive distillation tower which equipped by support packing for catalyst placement. The operation occured at a pressure of 1.5 atm and a temperature up to 180 oC. The plant need nbutanol as much as 1,637.59 kg / hr and butyric acid as much as 1,142.15 kg / hr to achieve the production target of butyl butyrate. The plant is categorized as low-risk plant with relatively low operating conditions and involving not so hazardous material. The plant is planned to be built in Gresik, East Java, with a total land requirement of 14,360.58 m2 and requires a staff of about 165 people. The plant needs water as much as 346,078 kg / hr of seawater taken from gresik sea and then desalinated to obtained process water. The electricity needs of the plant is at 234.85 kW and will be provide by PLN Jawa-Bali. To support the production process, the factory equipped with emergency power generation unit, steam generation unit, compressed air unit, and a waste treatment facility. To build this plant, it needs a fixed capital investment of $ 39,993,402.93 + Rp13,727,110,409 and working capital investment of $ 17,293,621.19. Profits earned before taxes is calculated as much as $ 37,081,906.62, while the profit after tax is $ 24,103,239.31. After the economic evaluation, the Return of Investment (ROI) before taxes is calculated as much as 93%, and ROI after tax is 59%. Pay Out Time (POT) before tax is 1 year and POT after tax is 1.46 years. Break Even Point (BEP) calculated as much as 27.5%, Shut Down Point (SDP) is 13.4%, and Discounted Cash Flow Rate of Return (DCFRR) as much as 58.44% per year. Based on these data, it can be concluded that the butyl butyrate plant is feasible to be establish and need further studies.

Kata Kunci : Butil Butirat, Asam Butirat, Esterifikasi, Destilasi Reaktif, Butyl butyrate, N-Butanol, butyric acid, esterification, Reactive Distillation