CH 3 -O-CH 3. Pabrik Dimethyl Ether (DME) dari Styrofoam bekas dengan Proses Direct Synthesis. Dosen Pembimbing: Dr.Ir. Niniek Fajar Puspita, M.

Transkripsi

1 Pabrik Dimethyl Ether (DME) dari Styrofoam bekas dengan Proses Direct Synthesis CH 3 -O-CH 3 Dosen Pembimbing: Dr.Ir. Niniek Fajar Puspita, M.Eng 1. Agistira Regia Valakis Sigit Priyanto

2 Latar Belakang Krisis Energi di Indonesia semakin merajalela Harga BBM semakin lama semakin meningkat DME Dikarenakan permintaan LPG yang semakin meningkat, maka ketersediaan bahan baku semakin berkurang sehingga Indonesia harus mengimpor LPG Pemerintah memberikan solusi alternatif melalui program konversi minyak tanah ke LPG

3 KEGUNAAN DME Biomass Pengganti solar Natural gas DME LPG Limbah plastik Power Plant Chemical intermediate (Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi, 2011)

4 ALASAN PEMILIHAN BAHAN BAKU

5 Proyeksi Produksi LPG di Indonesia (Outlook Energy Indonesia, 2010)

6 Proyeksi Produksi DME (ESDM, 2011)

7 Penentuan Kapasitas Produksi Menurut kementrian ESDM Indonesia, DME dapat mensubstitusi 20 % dari total konsumsi LPG di Indonesia pada tahun 2012, hal ini menunjukkan bahwa DME sangat berpotensi untuk mengurangi impor LPG di Indonesia bahkan hingga mencapai 36 %. Oleh karena itu, kapasitas pabrik DME ini kami sesuaikan dengan kebutuhan nasional yang dibutuhkan dan berdasarkan pabrik DME yang telah berdiri di Indonesia. Penentuan kapasitas pabrik DME ini dihitung dengan mempertimbangkan proyeksi nilai permintaan DME pada tahun 2015 yaitu sebesar ton/tahun.

8 Penentuan Kapasitas Produksi Jadi, Kapasitas Pabrik DME ini direncanakan sebesar ton/tahun

9 LOKASI PENDIRIAN PABRIK Gresik, Jawa Timur

10 ALASAN PEMILIHAN LOKASI Lokasi Pabrik dengan Konsumen Kemudahan stok bahan baku Kemudahan transportasi darat dan laut

11 DASAR TEORI CH 3 -O-CH 3

12 DEFINISI DME Dimethyl Ether merupakan ether sederhana dengan mono struktur kimia CH 3 -O-CH 3. DME memiliki sifat fisis berupa gas pada kondisi lingkungan 30 C, 1 atm dan berupa cairan pada 6 atm. (BPPT, 2008)

13 SIFAT FISIK DME Boiling point : 247,9 K Liquid density : 0,67 g/cm 3 Specific gravity : 1,59 vs. Air Heat of Vaporization : 467 kj/kg Vapor pressure : 6.1 atm (abs) Ignition temperature : 623 K Explosion limit : 3,4-17 Cetane number : Net calorific value : 59,44 x 10 6 J/Nm 3 Bentuk : Gas (pada kondisi ruang) Warna : Tidak berwarna (Ogawa, 2003)

14 PERBANDINGAN SIFAT FISIS DENGAN BAHAN BAKAR LAIN Senyawa Suhu pengapian ( C) Bilangan cetane Nilai kalor bersih (10 6 J/kg) Dimetil eter Propana Metane Metanol Minyak diesel (Ogawa, 2003)

15 KELEBIHAN DME SEBAGAI BAHAN BAKAR Keamanan Energi 1. Sumber bahan baku cukup banyak dan tersebar luas di dunia. 2. Pemanfaatan sumber daya gas yang belum dikembangkan. DME Ditinjau dari Lingkungan 1. DME merupakan bahan bakar yang rendah polusi seperti NO x, CO 2, dan SO x. 2. Memiliki effisiensi yang tinggi bahkan hampir sama dengan LNG. Kemudahan dalam segi ekonomi 1. Dikarenakan kemiripan sifat fisis dengan LPG, maka infrastruktur dapat menggunakan fasilitas LPG yang telah tersedia. 2. Memungkinkan untuk membangun power plant dengan skala ekonomis menngah

16 Macam-macam proses pembuatan DME Proses Reaction Pressure Temperature Product Sintesa Tidak Langsung 3 CO + 3 H 2 CH 3 OH 3 CO + 4 H 2 CH 3 OH + H 2 O 77 ~ 90 bar 180 ~ 270 o C Gas Sintesa Langsung 3 CO + 3 H 2 CH 3 OCH 3 + CO 2 50 bar 240 ~ 280 o C Gas (DME Japan Forum, 2007)

17 PROSES PRODUKSI CH 3 -O-CH 3

18 Blok diagram proses terpilih Bahan baku : Styrofoam dengan komposisi 95 % udara dan 5 % polystyrene Pre-treatment (Rotary Knife Cutter) (± 5 cm) Proses Gasifikasi Gasifier (950 0 C, 34 bar) Steam O 2 Slag H2O Proses Mixing 40% WGS dan 60% syngas Proses Water Gas Shift (180 C, 33,9 bar) A

19 Blok diagram proses terpilih A Al2O 3 Proses Pemisahan (gas liquid Separator) Kompresor ( T = 215,3 o C) (P = 49,2 bar) DME sintesis Reaktor (T=240 o C) (P= 49 bar) CO 2 Separation Column (20 C, 39 bar) CO 2 Proses Distilasi (-67,9 C, 4 bar) DME

20 Reaksi Gasifikasi No. Gasification Reactions 1 C + ½ O2 CO 2 CO + ½ O2 CO2 3 H2 + ½ O2 H2O 4 C + H2O CO + H2 5 CO + H2O CO2 + H2 6 CH4 + H2O CO + 3H2 7 C + CO2 2CO 8 C + 2H2 CH4 9 CO + 3H2 CH4 + H2O 10 CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O Type Reactions with oxygen Reactions with water Boudouard reaction Methanation reactions (Kannan, 2010)

21 Reaksi Direct Synthesis 3CO + 3H2 CO + 2H2 CH3OCH3 + CO2 CH3OCH3

22 NERACA MASSA CH 3 -O-CH 3

23 Neraca Massa

24 Neraca Massa Jumlah DME yang dihasilkan = 1532,080 kg/jam = ,51 kg/tahun = 12134, ton/tahun Kapasitas pabrik yang dihasilkan = ton/tahun Jadi, karena jumlah DME yang dihasilkan sudah memenuhi kapasitas pabrik yang diinginkan, maka neraca massa sudah memenuhi kebutuhan pabrik

25 NERACA PANAS CH 3 -O-CH 3

26 Neraca Panas

27 Spesifikasi Alat CH 3 -O-CH 3

28 Spesifikasi DME Reactor (R-410)

29 Spesifikasi Compressor (G-411)

30 Spesifikasi Heat Exchanger (E-412)

31 Spesifikasi Pompa Vaporizer (L-117)

32 Pengendalian Proses dan Instrumentasi CH 3 -O-CH 3

33 Instrumentations Control Nama alat Kode Gasifier R-110 Reaktor Sintesa DME R-410 Instrumentasi Flowrate Controller Ratio Controller Pressure Indicator Temperatur indicator Level Controller Level Transmitant Temperatur controller Temperatur Transmitant Heat Exchanger E-211 E-212 E-311 E-412 E-512 E-524 E-529 Temperatur Controller Flowrate controller Distilasi D-520 Temperatur Controller Flowrate Controller Flowrate indicator Pressure Controller

34 Utilitas CH 3 -O-CH 3

35 Utilitas Kebutuhan air Pabrik DME : No. Air yang digunakan Kebutuhan air (m3/hari) 1. Air Sanitasi Air Pendingin 65917,6 3. Air Proses 190,14 4. Air umpan boiler 274,89 Total 66427,63 Flowsheet Utilitas

36 Kesehatan, Keselamatan, Kerja CH 3 -O-CH 3

37 Kesehatan, Keselamatan, Kerja

38 TERIMA KASIH CH 3 -O-CH 3