EXECUTIVE SUMMARY TUGAS PERANCANGAN PABRIK KIMIA
TUGAS PERANCANGAN PABRIK METHANOL DARI GAS ALAM DENGAN PROSES LURGI KAPASITAS 230000 TON PER TAHUN
Oleh:
ISNANI SA’DIYAH
L2C 008 064
MUHAMAD ZAINUDIN
L2C 008 081
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2011
EXECUTIVE SUMMARY PERANCANGAN PABRIK METHANOL DARI GAS ALAM DENGAN PROSES URGI
JUDUL TUGAS
230000 ton/tahun
KAPASITAS PRODUKSI
I.
STRATEGI PERANCANGAN Semakin banyaknya industri yang menggunakan bahan baku methanol, terutama untuk industri kimia organik, menyebabkan kebutuhan methanol setiap tahunnya meningkat. Pemenuhan Latar Belakang
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
Dasar Penetapan Kapasitas Produksi
impor methanol dari luar negeri. b. Ketersediaan bahan baku, sumber daya gas alam di Indonesia mencapai 159.64 TSCF. c. Kapasitas pabrik methanol dengan proses sejenis Pabrik Methanol ini akan didirikan di kawasan Bontang
Dasar Penetapan
Kalimantan Timur, karena dekat dengan bahan baku gas alam dari
Lokasi Pabrik
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
Pemilihan Proses
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
investasi. Reaksi utama yang terjadi : CO + 2H2
CH3OH
∆H298 = -90,14 kJ/mol
CO2 + 3H2
CH3OH + H2O
∆H298 = -48,97 kJ/mol
Reaksi pembentukan syntesis gas: a.
Prereforming CO + 3H2
CH4 + H2O
∆H298 = -205,8 kJ/mol
CO2 + 4H2
CH4 + 2H2O
∆H298 = -164,4 kJ/mol
CO + H2O
CO2 + H2
∆H298 = -41,17 kJ/mol
b.
Steam reforming CH4 + H2O
CO + 3H2
∆H298 = 205,81 kJ/mol
CO + H2O
CO2 + H2
∆H298 = -41,17 kJ/mol
c.
Autothermal reforming CH4 + 2O2
CO2 + 2H2O
∆H298 = -802,63 kJ/mol
CH4 + H2O
CO + 3H2
∆H298 = 205,81 kJ/mol
Kelebihan dari proses ini antara lain dihasilkan produk methanol dengan kemurnian tinggi (99,85%). Bahan Baku Jenis
Gas alam •
Spesifikasi
Kebutuhan Asal
Wujud
: gas
•
Kenampakan
: tidak berwarna
•
Bau
: khas
•
Density
: 0.6165 mol/m3
•
Moisture
: 0.15 lb/MMSCF
113.189,868 ton/tahun PT. Badak NG Bontang, Kalimantan Timur Produk
Jenis
Spesifikasi
Methanol (CH3OH) •
Wujud
•
Kenampakan
•
Kemurnian: min 99,85 % Berat
•
Impuritas (air)
: max 0,15 % Berat
•
Titik didih 1 atm
: 64,85 oC
: Cair : Bening
• Laju Produksi
Spesifik Gravity, 20 oC
: 0,7928
697,262 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
Daerah Pemasaran
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.
III.
DIAGRAM ALIR PROSES DAN PENERACAAN (terlampir)
PERALATAN PROSES DAN UTILITAS 1. Spesifikasi Alat Utama
a. Alat Penukar Panas
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 houtside = Btu/(jam)(ft2)(oF)
174 ,407
352 ,399
A = 1584, 65 ft2 Uc = 116,6671 Btu/(jam)(ft2)(oF) UD = 40,58 Btu/(jam)(ft2)(oF) Rd = 0.016 0,55 psi 10 psi
∆P perhitungan ∆P yang diijinkan
8,03 psi 10 psi
b. Pompa
Fungsi
: Mengalirkan methanol, ethanol dan air dari tangki Akumulator ke tangki Penyimpanan
Tipe pompa
: Sentrifugal
Kapasitas pompa
: 0.373 ft3/s
Pipa yang digunakan:
- D nominal
: 6 in
- ID
: 6.065 in
- OD
: 6.0625 in
- Tebal Pipa
: 0.28 in
- Sch
: 40
Tenaga motor
: 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
Fungsi
Memisahkan metanol dan air sebagai produk dengan kemurnian 99.95 % berat
Tipe
Sieve tray tower
Bahan
Stainless type SA 316 Grade M
Jumlah plate
8
Diameter puncak
1.8133 m
menara Diameter dasar
2.7857 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
Untuk mereaksikan gas sintesa menjadi methanol
Tipe
Fixed Bed Multitube
Tinggi
9,043 meter
Diameter
0,9906 meter
Jumlah
1 buah
Katalis
ZnO
Berat Katalis
6457,04 kg
P input
80 atm
T input
488.15 K
T output
523.15 K
Spesifikasi tube Jumlah tube
55
OD
1 in
ID
0.902 in
Pitch
1 ¼ triangular pitch
Waktu Tinggal
240,571 detik
2. Utilitas AIR Air pemanas
557,968 m3/hari
Air pendingin (cooling water)
541,872 m3/hari
Air untuk Sanitasi
16.008 m3/hari
Total Kebutuhan air
1115,848 m3/hari Air sanitasi : PDAM
Didapat dari sumber
Air pemanas dan pendingin : air laut STEAM
Kebutuhan Steam
6341.16 ton/hari LISTRIK
Kebutuhan Listrik
267.763 kWh
Dipenuhi dari
Generator kapasitas 1000 kWh BAHAN BAKAR
Jenis
Solar Gas alam
Kebutuhan
Solar : 1954.27 liter/hari Gas alam : 645.6 ton/hari
Sumber dari
Solar :PT Pertamina (Persero) Gas alam : PT. Badak NGL Bontang
IV.
PERHITUNGAN EKONOMI Physical Plant Cost
US$ 34.327.802,79
Fixed Capital
US$ 54.375.239,62
Working Capital
US$ 7.862.303,41
Total Capital Investment
US$ 66.315.686.00 ANALISIS KELAYAKAN
Rate of Return on
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 %
Investment (ROI)
Discounted Cash Flow Rate of Return (DCFROR)
73 %
