TUGAS PERANCANGAN PABRIK METHANOL DARI GAS ALAM DENGAN PROSES LURGI KAPASITAS TON PER TAHUN

Transkripsi

1 EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA TUGAS PERANCANGAN PABRIK METHANOL DARI GAS ALAM DENGAN PROSES LURGI KAPASITAS TON PER TAHUN Oleh: ISNANI SA DIYAH L2C MUHAMAD ZAINUDIN L2C JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2011

2 EXECUTIVE SUMMARY JUDUL TUGAS PERANCANGAN PABRIK METHANOL DARI GAS ALAM DENGAN PROSES URGI KAPASITAS PRODUKSI ton/tahun I. STRATEGI PERANCANGAN Latar Belakang Dasar Penetapan Kapasitas Produksi Dasar Penetapan Lokasi Pabrik Pemilihan Proses Semakin banyaknya industri yang menggunakan bahan baku methanol, terutama untuk industri kimia organik, menyebabkan kebutuhan methanol setiap tahunnya meningkat. Pemenuhan kebutuhan methanol di Indonesia masih dipenuhi dengan mengimpor dari luar. Indonesia kaya akan cadangan gas alam dan sejauh ini pemanfaatannya belum optimal. Melihat ketersediaan gas alam di Indonesia dalam jumlah relatif besar dan masih impornya Indonesia akan methanol, maka perlu untuk mendirikan pabrik methanol baru di Indonesia dengan bahan baku gas alam. a. Prediksi kebutuhan methanol untuk dalam negeri dan volume impor methanol dari luar negeri. b. Ketersediaan bahan baku, sumber daya gas alam di Indonesia mencapai TSCF. c. Kapasitas pabrik methanol dengan proses sejenis Pabrik Methanol ini akan didirikan di kawasan Bontang Kalimantan Timur, karena dekat dengan bahan baku gas alam dari PT.Badak. Fasilitas yang ada antara lain : pelabuhan laut, pembangkit listrik, air, dan utilitas pendukung lainnya. Pabrik methanol yang didirikan akan menggunakan operasi tekanan rendah dengan menggunakan proses Lurgi dengan bahan baku gas alam, dengan pertimbangan bahwa : a. Adanya pemanfaatan panas dari proses steam reforming b. Bahan baku gas alam di Indonesia masih melimpah c. Konsumsi energi lebih rendah sehingga mengurangi biaya

3 Jenis Spesifikasi Kebutuhan Asal Jenis Spesifikasi investasi. Reaksi utama yang terjadi : CO + 2H 2 CH 3 OH H 298 = -90,14 kj/mol CO2 + 3H 2 CH 3 OH + H 2 O H 298 = -48,97 kj/mol Reaksi pembentukan syntesis gas: a. Prereforming CO + 3H 2 CH 4 + H 2 O H 298 = -205,8 kj/mol CO 2 + 4H 2 CH 4 + 2H 2 O H 298 = -164,4 kj/mol CO + H 2 O CO 2 + H 2 H 298 = -41,17 kj/mol b. Steam reforming CH 4 + H 2 O CO + 3H 2 H 298 = 205,81 kj/mol CO + H 2 O CO 2 + H 2 H 298 = -41,17 kj/mol c. Autothermal reforming CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O H 298 = -802,63 kj/mol CH 4 + H 2 O CO + 3H 2 H 298 = 205,81 kj/mol Kelebihan dari proses ini antara lain dihasilkan produk methanol dengan kemurnian tinggi (99,85%). Bahan Baku Gas alam Wujud : gas Kenampakan : tidak berwarna Bau : khas Density : mol/m 3 Moisture : 0.15 lb/mmscf ,868 ton/tahun PT. Badak NG Bontang, Kalimantan Timur Produk Methanol (CH 3 OH) Wujud : Cair Kenampakan : Bening Kemurnian: min 99,85 % Berat Impuritas (air) : max 0,15 % Berat Titik didih 1 atm : 64,85 o C

4 Laju Produksi Daerah Pemasaran Spesifik Gravity, 20 o C : 0, ,262 ton/hari Daerah pemasaran metanol terbesar adalah di Pulau Kalimantan dan Pulau Jawa. Metanol sangat diperlukan dalam industri pembuatan asam asetat, formaldehid, MTBE dan metil klorida yang terdapat di kawasan Cilegon dan jaraknya cukup dekat dengan kawasan industri di Pulau Kalimantan. Selain dipasarkan di dalam negeri, methanol juga akan diekspor untuk memenuhi kebutuhan methanol dunia yang juga terus meningkat. Target pemasaran adalah negara-negara pengimpor methanol dari Indonesia seperti China, Filipina, dan Thailand. II. DIAGRAM ALIR PROSES DAN PENERACAAN (terlampir) III. PERALATAN PROSES DAN UTILITAS 1. Spesifikasi Alat Utama a. Alat Penukar Panas

5 Fungsi Memanaskan feed reaktor sebelum masuk reaktor dan mendinginkan produk keluar reaktor Jenis 1,2 shell and tube heat exchanger Bahan Konstruksi Carbon Steel SA 285 Grade C OD Tube 1 in BWG 16 ID 0.87 in Jumlah dan susunan tube 522 tube, triangular pitch ID shell 33 in Panjang pipa 30 ft Tube Shell 174,407 h outside = Btu/(jam)(ft 2 )( o F) 352, 399 A = 1584, 65 ft 2 Uc = 116,6671 Btu/(jam)(ft 2 )( o F) U D = 40,58 Btu/(jam)(ft 2 )( o F) R d = ,55 psi P perhitungan 8,03 psi 10 psi P yang diijinkan 10 psi b. Pompa Fungsi Tipe pompa : Mengalirkan methanol, ethanol dan air dari tangki Akumulator ke tangki Penyimpanan : Sentrifugal Kapasitas pompa : ft 3 /s Pipa yang digunakan:

6 - D nominal - ID - OD - Tebal Pipa - Sch Tenaga motor : 6 in : in : in : 0.28 in : 40 : 3 HP c. Kompressor Fungsi Menaikkan tekanan gas alam reaktor dari tekanan 28 bar menjadi 44 bar Jenis Sentrifugal Jumlah Stage 1 Stage P kompressor 0.84 MW P motor stage 0.88 MW d. Kolom Distilasi

7 Fungsi Memisahkan metanol dan air sebagai produk dengan kemurnian % berat Tipe Sieve tray tower Bahan Stainless type SA 316 Grade M Jumlah plate 8 Diameter puncak m menara Diameter dasar m menara Tebal shell 3/16 in Tebal Head puncak 3/16 in Tebal Head dasar 1/4 in Tinggi kolom 8.45 m e. Reaktor Fungsi Tipe Tinggi Diameter Jumlah Katalis Untuk mereaksikan gas sintesa menjadi methanol Fixed Bed Multitube 9,043 meter 0,9906 meter 1 buah ZnO

8 Berat Katalis 6457,04 kg P input 80 atm T input K T output K Spesifikasi tube Jumlah tube 55 OD 1 in ID in Pitch 1 ¼ triangular pitch Waktu Tinggal 240,571 detik 2. Utilitas Air pemanas Air pendingin (cooling water) Air untuk Sanitasi Total Kebutuhan air Didapat dari sumber AIR 557,968 m 3 /hari 541,872 m 3 /hari m 3 /hari 1115,848 m 3 /hari Air sanitasi : PDAM Air pemanas dan pendingin : air laut Kebutuhan Steam Kebutuhan Listrik Dipenuhi dari Jenis Kebutuhan Sumber dari STEAM ton/hari LISTRIK kwh Generator kapasitas 1000 kwh BAHAN BAKAR Solar Gas alam Solar : liter/hari Gas alam : ton/hari Solar :PT Pertamina (Persero) Gas alam : PT. Badak NGL Bontang

9 IV. PERHITUNGAN EKONOMI Physical Plant Cost US$ ,79 Fixed Capital US$ ,62 Working Capital US$ ,41 Total Capital Investment US$ ANALISIS KELAYAKAN Rate of Return on Investment (ROI) Before tax : 66% After tax : 53% Pay Out Time (POT) Before tax : 1 th 4 bln After tax : 1 th 7 bln Break Even Point (BEP) 26 % Shut Down Point (SDP) 13 % Discounted Cash Flow Rate of Return (DCFROR) 73 %