Pabrik Dimethyl Ether (DME) dari Styrofoam bekas dengan Proses Direct Synthesis
CH3-O-CH3 Dosen Pembimbing: Dr.Ir. Niniek Fajar Puspita, M.Eng 1. Agistira Regia Valakis 2310 030 009 2. Sigit Priyanto 2310 030 058
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
KEGUNAAN DME Pengganti solar
Biomass
Natural gas
Limbah plastik
DME
LPG
Power Plant
Chemical intermediate
(Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi, 2011)
ALASAN PEMILIHAN BAHAN BAKU
Proyeksi Produksi LPG di Indonesia
(Outlook Energy Indonesia, 2010)
Proyeksi Produksi DME
(ESDM, 2011)
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 1.200.000 ton/tahun.
Penentuan Kapasitas Produksi
Jadi, Kapasitas Pabrik DME ini direncanakan sebesar 12.000 ton/tahun
LOKASI PENDIRIAN PABRIK
Gresik, Jawa Timur
ALASAN PEMILIHAN LOKASI Lokasi Pabrik dengan Konsumen
Kemudahan stok bahan baku
Kemudahan transportasi darat dan laut
DASAR TEORI
CH3-O-CH3
DEFINISI DME Dimethyl Ether merupakan ether sederhana dengan mono struktur kimia CH3-O-CH3. DME memiliki sifat fisis berupa gas pada kondisi lingkungan 30°C, 1 atm dan berupa cairan pada 6 atm. (BPPT, 2008)
SIFAT FISIK DME Boiling point Liquid density Specific gravity Heat of Vaporization Vapor pressure Ignition temperature Explosion limit Cetane number Net calorific value Bentuk Warna
: 247,9°K : 0,67 g/cm3 : 1,59 vs. Air : 467 kJ/kg : 6.1 atm (abs) : 623°K : 3,4 -17 : 55-60 : 59,44 x 106 J/Nm3 : Gas (pada kondisi ruang) : Tidak berwarna (Ogawa, 2003)
PERBANDINGAN SIFAT FISIS DENGAN BAHAN BAKAR LAIN
Senyawa
Suhu pengapian Bilangan Nilai kalor bersih (°C)
cetane
(106J/kg)
Dimetil eter
350
55-60
28.90
Propana
504
5
46.46
Metane
632
0
50.23
Metanol
470
5
21.10
Minyak diesel
-
40-55
41.86 (Ogawa, 2003)
KELEBIHAN DME SEBAGAI BAHAN BAKAR Keamanan Energi
DME
1.
2.
1.
Ditinjau dari Lingkungan
2.
Kemudahan dalam segi ekonomi
1.
2.
Sumber bahan baku cukup banyak dan tersebar luas di dunia. Pemanfaatan sumber daya gas yang belum dikembangkan. DME merupakan bahan bakar yang rendah polusi seperti NOx, CO2, dan SOx. Memiliki effisiensi yang tinggi bahkan hampir sama dengan LNG.
Dikarenakan kemiripan sifat fisis dengan LPG, maka infrastruktur dapat menggunakan fasilitas LPG yang telah tersedia. Memungkinkan untuk membangun power plant dengan skala ekonomis menngah
Macam-macam proses pembuatan DME Proses Sintesa
Tidak Langsung
Reaction
Pressure
Temperature
Product
3 CO + 3 H2 CH3OH 3 CO + 4 H2
77 ~ 90 bar 180 ~ 270 oC
Gas
240 ~ 280 oC
Gas
CH3OH + H2O
Sintesa
3 CO + 3 H2
Langsung
CH3OCH3 + CO2
50 bar
(DME Japan Forum, 2007)
PROSES PRODUKSI
CH3-O-CH3
Blok diagram proses terpilih Steam O2 Bahan baku : Styrofoam dengan komposisi 95 % udara dan 5 % polystyrene
Pre-treatment (Rotary Knife Cutter)
(± 5 cm)
Proses Gasifikasi Gasifier (9500C, 34 bar)
Slag
H2O
Proses Mixing 40% WGS dan 60% syngas
A
Proses Water Gas Shift (180 C, 33,9 bar)
Blok diagram proses terpilih A Al2O3 Proses Pemisahan (gas liquid Separator)
Kompresor ( T = 215,3oC) (P = 49,2 bar)
DME sintesis Reaktor (T=240oC) (P= 49 bar)
CO2 Separation Column (20 C, 39 bar)
Proses Distilasi (-67,9 C, 4 bar)
CO2
DME
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)
Reaksi Direct Synthesis
3CO + 3H2
CH3OCH3 + CO2
CO + 2H2
CH3OCH3
NERACA MASSA
CH3-O-CH3
Neraca Massa
Neraca Massa Jumlah DME yang dihasilkan = 1532,080 kg/jam = 12134072,51 kg/tahun = 12134, 07251 ton/tahun Kapasitas pabrik yang dihasilkan = 12.000 ton/tahun Jadi, karena jumlah DME yang dihasilkan sudah memenuhi kapasitas pabrik yang diinginkan, maka neraca massa sudah memenuhi kebutuhan pabrik
NERACA PANAS
CH3-O-CH3
Neraca Panas
Spesifikasi Alat
CH3-O-CH3
Spesifikasi DME Reactor (R-410)
Spesifikasi Compressor (G-411)
Spesifikasi Heat Exchanger (E-412)
Spesifikasi Pompa Vaporizer (L-117)
Pengendalian Proses dan Instrumentasi
CH3-O-CH3
Instrumentations Control NoNN
Nama alat
Kode
Instrumentasi
R-110
Flowrate Controller Ratio Controller Pressure Indicator Temperatur indicator
R-410
Level Controller Level Transmitant Temperatur controller Temperatur Transmitant
E-211 E-212 E-311 E-412 E-512 E-524 E-529
Temperatur Controller Flowrate controller
D-520
Temperatur Controller Flowrate Controller Flowrate indicator Pressure Controller
1 Gasifier
3
4
Reaktor Sintesa DME
Heat Exchanger
5 Distilasi
Utilitas
CH3-O-CH3
Utilitas Kebutuhan air Pabrik DME : No.
Air yang digunakan
Kebutuhan air (m3/hari)
1.
Air Sanitasi
2.
Air Pendingin
65917,6
3.
Air Proses
190,14
4.
Air umpan boiler
274,89
Total
45
66427,63
Flowsheet Utilitas
Kesehatan, Keselamatan, Kerja
CH3-O-CH3
Kesehatan, Keselamatan, Kerja
TERIMA KASIH
CH3-O-CH3
