Al Qalam: Jurnal Ilmiah Keagamaan dan Kemasyarakatan https://jurnal.stiq-amuntai.ac.id/index.php/al-qalam P-ISSN: 1907-4174; E-ISSN: 2621-0681 DOI : 10.35931/aq.v17i3.2140

## KELAYAKAN EKONOMI PRARANCANGAN PABRIK ASETON DARI ISOPROPIL ALKOHOL DENGAN PROSES DEHIDROGENASI KAPASITAS 330.000 TON/TAHUN
Rinette Visca Fakultas Teknologi Industri, Universitas Jayabaya viscairsyad96@gmail.com
Lubena
Fakultas Teknologi Industri, Universitas Jayabaya lubenauj@gmail.com
I Nyoman Artana
Fakultas Teknologi Industri, Universitas Jayabaya nyomanuj@gmail.com
Dian Samodrawati Fakultas Teknologi Industri, Universitas Jayabaya dianuj@gmail.com
Ferra Naidir
Fakultas Teknologi Industri, Universitas Jayabaya ferrauj@gmail.com
Hans Antonius Fakultas Teknologi Industri, Universitas Jayabaya hansuj@gmail.com
Dwi Putri
Fakultas Teknologi Industri, Universitas Jayabaya dwiuj@gmail.com

## Abstrak
Kebutuhan  aseton  dalam  sektor  industri  di  Indonesia  relatif  meningkat  setiap  tahun.  Aseton  banyak dipakai pada industri  selulosa asetat,  cat,  serat, plastik, karet, kosmetik, perekat  dan  penyamakan kulit. Pabrik  ini  didirikan  untuk  memenuhi  kebutuhan  aseton  dalam  negeri  yang  semakin  meningkat.  Tujuan pra  rancangan  ini  adalah  untuk  menentukan  apakah  pabrik  aseton  layak  untuk  didirikan.  Perancangan pabrik  aseton  menggunakan  proses  dehidrogenasi  kapasitas  330,000  ton/tahun.  Bahan  baku  yang digunakan  yakni  isopropil  alkohol  (IPA),  yang  dihidrogenasi  dalam  reaktor  multi  turbular  fixed  bed dengan  kondisi  operasi  pada  temperatur  325  °C  dan  tekanan  3  atm  dengan  katalis  zinc  oxide.  Tahap proses  meliputi  tahap  penyiapan  bahan  baku,  tahap  pembentukan  produk,  dan  tahap  pemisahan  hasil. Produk  yang  dihasilkan  berupa  aseton  dengan  kemurnian  99%  berat.  Pendirian  pabrik  akan  dimulai tahun  2025  dan  akan  mulai  beroperasi  tahun  2029.  Bentuk  Perusahaan  yang  dipilih  adalah  Perseroan Terbatas (PT), dengan jumlah karyawan keseluruhan adalah 140 orang, dimana terdiri dari 78 karyawan shift  dan  62  karyawan  non-shift.  Dari  hasil  analisis  ekonomi,  diperoleh  hasil  perhitungan  Return  on Investment (ROI) sesudah pajak sebesar 48,04 %, Pay Out Time (POT) sesudah pajak selama 0,64 tahun, Break Even Point (BEP) sebesar 10,2 %, dan Internal Rate Return (IRR) sebesar 60,34 %. Berdasarkan hasil ekonomi pabrik ini layak untuk didirikan.
Kata kunci: aseton, dehidrogenasi, isopropil alkohol, zinc oxide

## Abstract
Acetone demand for  industrial sector  in Indonesia is relatively increasing every year. Acetone is widely used in the cellulose acetate, paint, fiber, plastic, rubber, cosmetics, adhesives and leather tanning. This factory  was  established  to  meet  the  increasing  domestic  demand  for  acetone.  The  purpose  of  this  pre- design  is  to  determine  whether  an  acetone  plant  is  feasible  to  set  up.  The  design  of  the  acetone  plant based  on  dehydrogenation  process  with  a  capacity  of  330,000  tons/year.  The  raw  material  is  isopropyl alcohol,  which  is  hydrogenated  in  a  multi-turbular  fixed  bed  reactor  with  operating  condition  at temperature 325 °C, pressure 3 atm and zinc oxide catalyst. The process stage includes the raw material preparation stage, the product formation stage, and the results separation stage. The resulting product is acetone  with  a  purity  of  99%  by  weight.  The  establishment  of  the  factory  will  start  in  2025  and  will operate  in  2029.  The  form  of  the  company  is    Limited  Liability  Company  (PT),  with  a  total  number  of employees  is  140  people,  consisting  of  78  shift  employees  and  62  non-shift  employees.  The  result  of economic analysis such as Return on Investment (ROI) after tax  48.04%, Pay Out Time (POT) after tax 0.64  years,  Break  Even  Point  (BEP)  10.2%,  and  Internal  Rate  of  Return  (IRR)  60.34%.  Based  on  the economic results, this factory is feasible to be established.
Keywords: acetone, dehydrogenation, isopropyl alcohol, zinc oxide

## PENDAHULUAN
Perkembangan  industri  di  Indonesia  pada  saat  ini  mengalami  peningkatan  yang    begitu pesat seiring dengan kemajuan teknologi  yang ditemukan, sehingga diharapkan mampu bersaing dengan  negara-negara  maju  lainnya.  Perkembangan  industri  tersebut  baik  secara  kualitatif maupun  kuantitatif  juga  terjadi  pada  industri  kimia,  dimana  produk-produk  kimia  sangat dibutuhkan  baik  digunakan  secara  langsung  maupun  sebagai  intermediate  product.  Aseton merupakan  salah  satu  produk  industri  kimia  yang  dapat  digunakan  secara  langsung  dan  dapat digunakan sebagai intermediate product.
Aseton  banyak  dipakai  pada  industri  selulosa  asetat,  cat,  serat,  plastik,  karet,  kosmetik, perekat, pernis, penyamakan kulit, pembuatan minyak pelumas, dan proses ekstraksi, serta sebagai bahan  baku  pembuatan  methylisobutyl  ketone.  Aseton  digunakan  sebagai  reaction  intermediate untuk  produksi  komponen-komponen  lain  dan  sebagai  senyawa  intermediate  dalam  pembuatan methyl methacrylate, bisphenol A, diaseton alcohol, dan produk-produk lain.
Kebutuhan aseton di Indonesia semakin lama semakin meningkat, akan tetapi sampai saat ini masih belum ada perusahaan di Indonesia yang memproduksinya. Untuk memenuhi kebutuhan dalam  negeri,  Indonesia  masih  mendatangkan  aseton  dari  negara  lain  seperti:  Amerika  Serikat, Belanda, Cina, Korea, Jepang, dan Singapura.
Berdasarkan  data  BPS  2021,  tiap  tahun  permintaan  akan  aseton  ini  semakin  meningkat, dari tahun 2015 sebanyak 18801,100 ton hingga 21729,436 ton pada tahun 2019. Dengan semakin banyaknya  didirikan  pabrik-pabrik  industri  kimia  seperti  cat,  pernis,  dan  juga  industri  kosmetik memungkinkan kebutuhan akan aseton semakin meningkat, maka prospek pembangunan industri ini baik sekali di  masa depan. Tujuan prarancangan ini adalah untuk  menentukan apakah pabrik aseton  layak  untuk  didirikan.  Untuk  itu  dilakukan  analisis  kelayakan  parameter  ekonomi  pada kondisi ideal yang dipengaruhi oleh fluktuasi harga dan optimasi kapasitas komersial.

## METODE PENELITIAN
Pada  prarancangan  pabrik  aseton,  jenis  data  yang  digunakan  untuk  menentukan spesifikasi  alat  yang  dibutuhkan  berupa  data  sekunder,  diantaranya  unit  operasi,  karakteristik kimia,  termodinamika,  dan  kinetika  reaksi.  Spesifikasi alat  terdiri  atas  jenis  alat,  kondisi proses, bahan  yang  digunakan,  dan  utilitas  sehingga  proses  produksi  berjalan  dengan  baik. 1 Dari  hasil teknis  prarancangan  dilakukan  estimasi  terhadap  total  modal  investasi  yang  terdiri  atas  modal tetap  dan  modal  kerja,  penentuan  biaya  produksi  yang  terdiri  atas  biaya  pengeluaran  produksi, biaya  pengeluaran  umum  dan  total  penjualan. 2 Untuk  mengetahui  kelayakan  pendirian  pabrik maka  prarancangan  ini  menggunakan  metode  kuantitatif  dengan  analisis  ekonomi. 3 Parameter yang  digunakan  untuk  menentukan  kelayakan  pabrik  ini  adalah  Net  Present  Value  (NPV), Payback  Period  (PBP),  dan  Internal  Rate  of  Return  (IRR),  return  on  investment  (ROI)  sebelum pajak dan setelah pajak, pay out time (POT) dan  break event point. 4

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembuatan aseton melalui proses dehidrogenasi yang terdiri atas tiga tahapan yaitu tahap persiapan  bahan  baku,  tahap  reaksi  dan  tahap  pemurnian  produk.  Tahap  persiapan  bahan  baku untuk  mengkondisikan  bahan  baku  sehingga  sesuai  dengan  kondisi  operasi  reaktor,  yaitu  dalam fase gas pada temperatur 325 °C dan tekanan 3 atm. Bahan baku isopropil alkohol (IPA) dengan kemurnian  87,8  %  (kandungan  air  12,2  %)  disimpan  pada  kondisi  normal  (25°C,  1  atm)  dalam tangki IPA (TM-01) kemudian dialirkan dengan pompa (P-01) ke vaporizer (V-01) untuk diubah fasenya  dari  cair  menjadi  fase  gas  (100  ºC,  1  atm).    IPA  dalam  fase  gas  diumpankan  ke  dalam heater  (H-01)  dengan  menggunakan  kompresor  (K-01).  Kemudian  umpan  IPA  pada  temperatur 325 °C dan tekanan 3 atm diumpankan ke dalam reaktor (R-01).
Tahap reaksi  yakni berlangsung pada kondisi operasi 325 °C dan tekanan 3 atm. Reaksi pada  reaktor  (R-01)  dari  pembuatan  aseton  ini  bersifat  endotermis  maka  dibutuhkan  pemanas (Gambar 1). Sistem pemanas yang digunakan untuk menjaga temperatur di dalam reaktor berupa media  pemanas  dengan steam .  Pada  reaksi  ini  menggunakan  katalis  kombinasi zinc  oxide  – zirconium  oxide dengan  sistem fixed  bed .  Konversi  untuk reaksi ini  adalah  sebesar  97%. Reaksi dehidrogenasi yang terjadi adalah:
1 Don W. Green dan Robert H. Perry, Perry’s Chemical Engineers’ Handbook , 8th ed. (New York: McGraw-Hill Education, 2008).
2 M. S. Peter dan K. D. Timmerhaus, Plant Design and Economics for Chemical Engineers , 3rd ed. (Singapore: Mc Graw-Hill International edition, 1990).
3 H.  P.  Loh  dan  J.  Lyons, Process  Equipment  Cost  Estimation (Pittsburgh:  National  Energy Technology Center, 2002).
4 Kirk  dan  D.  F.  Othmer, Kirk-Othmer  Encyclopedia  of  Chemical  Technology ,  3rd  edition  (New York: A Wiley Interscience Publisher, 1983).
C 3 H 8 O (g) →  C 3 H 6 O (g) + H 2(g) ΔH =  66,5 kJ/mol  (pada 325°C)
(1)
IPA Aseton      Hidrogen
PRA RANCANGAN PABRIK ASETON DARI ISOPROPIL ALKOHOL DENGAN PROSES DEHIDROGENASI KAPASITAS 330000 TON/TAHUN Air Pendingin Steam Kondensat MD-01 TP-01 Aseton 99,0 % TM-01 ISOPROPIL ALKOHOL (IPA) 87,8 % P-01 Cooling tower MD-01 C 3 H 8 O (l) 87,8% H 2 O (l) 12,2% (25 °C , 1 atm) V-01 C 3 H 8 O (l) 0,878 H 2 O (l) 0,122 (100 °C , 1 atm) K-01 C 3 H 8 O (g) C 3 H 6 O (g) + H 2(g) R-01 C 3 H 8 O (g) C 3 H 6 O (g) H 2(g) H 2 O (g) K-02 CD-01 3,5 atm 35 °C FD-01 TP-02 H 2(g) H-01 0,99 C3H6O (l) 0,007 C3H8O(l) 0,003 H2O(l) 60,12 °C 1 atm Waste 0,1465 C 3 H 8 O (l) 0,8535 H 2 O (l) 98,0 °C 1 Atm 25,00 °C 1 atm 25,00 °C 1 atm 350 °C 25 1 100 2 325 3 35 5 35 6 35 7 60,12 8 57,00 9 98,0 11 25 10 25 12 30 °C 57,00 °C 1 Atm 99,9 % H-02 P-02 P-03 P-04 P-07 P-09 C-01 C-02 P-05 P-08 P-06 325 4 K-03 1 atm 35 °C
Gambar 1. Diagram Alir Produksi Aseton
Produk reaktor (R-01) berupa aseton, IPA, air, dan gas hidrogen, dialirkan ke flash drum (FD-01)  yang  sebelumnya  telah  diturunkan  suhunya  menjadi  35  °C  dalam  kondensor  (CD-01). Pada  FD-01  terjadi  pemisahan  antara  gas  dan liquid .  Aliran liquid dibawa    ke heater (H-02) melalui  pompa  (P-05),  sedangkan  aliran  gas  berupa  gas  hidrogen  99,9  %  dibawa  melalui kompresor (K-03) ke tangki penampungan gas untuk disimpan sebagai produk samping (TP-02). Tahap  selanjutnya  adalah  tahap  pemurnian  yang  bertujuan  memurnikan  aseton  dari  campuran kimia  lainnya,  sehingga  diperoleh  produk  aseton  99  %.  Pemurnian  dilakukan  dengan menggunakan kolom destilasi. Hasil dari heater (H-02) dialirkan ke kolom destilasi (MD-01). Di MD-01 dipisahkan antara aseton, IPA, dan air dengan suhu 60,12 ºC tekanan 1 atm. Produk atas MD-01  berupa  Aseton  99  %,  dan  impuritis  berupa  IPA  dan  air  dengan  persentase  1  %.  Produk atas dialirkan ke cooler (C-01) untuk diturunkan suhunya menjadi 25°C dan ditampung ke dalam tangki  penyimpanan  aseton  (TP-01).  Produk  bawah  dari  MD-01  adalah  air  dan  IPA,  yang dialirkan  ke  unit  pengolahan  limbah  atau  unit  pengolahan  lanjutan.  Umpan  masuk  berupa  IPA dengan laju alir 43992.18 kg/jam dan aseton 6112.81 kg/jam (Tabel 1).

## Tabel 1.  Neraca Massa
Analisa ekonomi dimaksudkan untuk mengetahui kelayakan pabrik dengan pertimbangan untung  rugi.  Hasil  prarancangan  pabrik aseton  kapasitas  330.000  ton/tahun  menunjukkan  bahwa jumlah  IPA  yang  diperlukan  yaitu  sebesar  380.092  ton/tahun  dan  katalis  zinc  oksida  yang diperlukan adalah sebesar 3.800 ton/tahun. Penjualan dari  330.000 ton aseton menghasilkan laba bersih  sebesar  Rp.  12.772.092.672.486  dengan  modal  awal  sebesar  Rp.  8.627.197.455.649. Jumlah biaya produksi tetap sebesar Rp. 16.562.893.967.391 selama 10 tahun pabrik beroperasi. Tingkat  produksi  minimum  yang  merupakan  titik  impas  atau Break  Event  Point  (BEP) dicapai pada  tingkat  produksi  sebesar  10,2  %  dari  kapasitas  produksi  ditahun  ke-3  pabrik  beroperasi (Tabel 1).
Return  on  Investment  atau  laju  pengembalian  investasi  adalah  perbandingan  antar  laba bersih  rata-rata  terhadap  TCI  (total  capital  investment).  Return  on  Investment  dapat  digunakan untuk  perkiraan  keuntungan  yang  dapat  diperoleh  setiap  tahun,  didasarkan  pada  kecepatan pengembalian modal tetap yang diinvestasikan. Dari hasil analisis diperoleh ROI rata-rata selama 10 tahun sebesar 48,04 %.
Komponen MASUK KELUAR F1 F6 F10 F12 Kg/Jam Kmol/Jam Kg/Jam Kmol/Jam Kg/Jam Kmol/Jam Kg/Jam Kmol/Jam Isopropil Alkohol 43992,18 733,203 - - 291,67 4,861 1028,10 17,135 Air 6112,81 105,393 - - 125,00 6,944 5987,81 332,6561 Aseton - - - - 41250,00 711,207 - - H 2 - - 1422,41 711,205 - - - - Sub Total 50104,99 838,596 1422,41 711,205 41666,67 723,012 7015,91 349,7911 TOTAL 50104,99 838,596 50104,99 1784,0081

## Gambar 2. Grafik BEP prarancangan pabrik aseton
Evaluasi kelayakan dengan menggunakan discounted cash flow dilakukan  dengan  menghitung  nilai  waktu  dari cash  flow .  Metode  tingkat  suku  bunga pengambilan  modal (rate  of  return  analysis) atau  lebih  dikenal  dengan IRR  (Internal  Rate  of Return), adalah  suatu  petunjuk  yang  identik  dengan  seberapa  besar  suku  bunga  yang  dapat diberikan  oleh  investasi  tersebut  dibandingkan  dengan  suku  bunga  bank  yang  berlaku  umum. Analisa IRR dilakukan  untuk  menilai  kelayakan  pendirian  suatu  pabrik. IRR menggambarkan suatu tingkat suku bunga yang memberikan nilai total sama dengan TCI . Bila IRR lebih besar dari bunga  bank  yang  ada di  perbankan  selama  usia  pabrik,  maka  pabrik  layak  untuk  didirikan.  Dari hasil analisa perhitungan, nilai IRR yang diperoleh sebesar 60,34 %.
Gambar 3.  Grafik IRR

## KESIMPULAN
Dari  hasil  perhitungan  maka  dapat  diambil  kesimpulan  sebagai  Pabrik  Aseton  layak dibangun  karena  memiliki  prospek  keuntungan  yang  besar. Ini terlihat  dari %  BEP  yang  rendah (dibawah  50%  produksi  yaitu  sebesar  10,20  %)  dan  Pay  Out  Time  kurang  dari  10  tahun,  yaitu 0,64 tahun.  Pabrik direncanakan beroperasi selama 330 hari dalam setahun dan beroperasi selama 24  jam  per  hari.  Lokasi  pabrik  yang  direncanakan  adalah  di  Kawasan  Industri  Jababeka  8, Cikarang  dengan  luas  tanah  yang  dibutuhkan  sebesar  16.475  m 2 .  Jumlah    tenaga  kerja  yang dibutuhkan untuk mengoperasikan pabrik sebanyak 140 orang.

## DAFTAR PUSTAKA
Green, Don W., dan Robert H. Perry. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook . 8th ed. New York: McGraw-Hill Education, 2008.
Kirk,  dan  D.  F.  Othmer. Kirk-Othmer  Encyclopedia  of  Chemical  Technology .  3rd  edition.  New York: A Wiley Interscience Publisher, 1983.
Loh,  H.  P.,  dan  J.  Lyons. Process  Equipment  Cost  Estimation .  Pittsburgh:  National  Energy Technology Center, 2002.
Peter, M. S., dan K. D. Timmerhaus. Plant Design and Economics for Chemical Engineers . 3rd ed. Singapore: Mc Graw-Hill International edition, 1990.