TUGAS PERANCANGAN PABRIK METHANOL DARI GAS ALAM DENGAN PROSES LURGI KAPASITAS 230000 TON PER TAHUN - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)

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

JUDUL TUGAS

PERANCANGAN PABRIK METHANOL DARI GAS ALAM DENGAN PROSES URGI

KAPASITAS PRODUKSI 230000 ton/tahun

I.

STRATEGI PERANCANGAN

Latar Belakang

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.

Dasar Penetapan Kapasitas

Produksi

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 159.64 TSCF.

c. Kapasitas pabrik methanol dengan proses sejenis

Dasar Penetapan Lokasi Pabrik

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.

Pemilihan Proses

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

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

• Wujud : gas • Kenampakan : tidak berwarna • Bau : khas

• Density : 0.6165 mol/m3 • Moisture : 0.15 lb/MMSCF

Kebutuhan 113.189,868 ton/tahun

Asal PT. Badak NG Bontang, Kalimantan Timur

Produk Jenis Methanol (CH3OH)

Spesifikasi

• Wujud : Cair

• Kenampakan : Bening

• Kemurnian: min 99,85 % Berat

• Impuritas (air) : max 0,15 % Berat • Titik didih 1 atm : 64,85 oC

• Spesifik Gravity, 20 oC : 0,7928

Laju Produksi 697,262 ton/hari

Daerah Pemasaran

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

b. Pompa

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

407 ,

174 houtside = Btu/(jam)(ft2)(oF) 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 ∆P perhitungan 8,03 psi

10 psi ∆P yang diijinkan 10 psi

Fungsi : Mengalirkan methanol, ethanol dan air dari tangki Akumulator ke tangki Penyimpanan

Tipe pompa : Sentrifugal Kapasitas pompa : 0.373 ft3/s Pipa yang digunakan:

c. Kompressor

d. Kolom Distilasi

- D nominal - ID

- OD

- Tebal Pipa - Sch

: 6 in : 6.065 in : 6.0625 in : 0.28 in : 40

Tenaga motor : 3 HP

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

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 menara

1.8133 m

Diameter dasar menara

2.7857 m

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

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

Didapat dari sumber

Air sanitasi : PDAM

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)

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

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

• Spesifik Gravity, 20 oC : 0,7928

Laju Produksi 697,262 ton/hari

Daerah Pemasaran

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

b. Pompa

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

407 ,

174 houtside = Btu/(jam)(ft2)(oF) 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 ∆P perhitungan 8,03 psi 10 psi ∆P yang diijinkan 10 psi

Fungsi : Mengalirkan methanol, ethanol dan air dari tangki Akumulator ke tangki Penyimpanan

Tipe pompa : Sentrifugal Kapasitas pompa : 0.373 ft3/s Pipa yang digunakan:

c. Kompressor

d. Kolom Distilasi

- D nominal - ID

- OD

- Tebal Pipa - Sch

: 6 in : 6.065 in : 6.0625 in : 0.28 in : 40 Tenaga motor : 3 HP

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

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 menara

1.8133 m

Diameter dasar menara

2.7857 m

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

Didapat dari sumber

Air sanitasi : PDAM

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)

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

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