commit to user
1 BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi disertai dengan kemajuan
sektor industri telah menuntut semua negara kearah industrialisasi. Indonesia
sebagai negara berkembang banyak melakukan pembangunan di segala bidang.
Sampai saat ini pembangunan sektor industri mengalami peningkatan, salah
satunya adalah pembangunan sektor industri kimia. Namun Indonesia masih
banyak mengimpor bahan baku atau produk industri kimia dari luar negeri.
Dewasa ini semua industri diarahkan untuk penggunaan teknologi yang
minim akan polusi dan hemat biaya untuk operasional, salah satu jenis proses
teknologi tersebut adalah proses gasifikasi. Teknologi gasifikasi ini juga
merupakan teknologi yang hemat biaya. Dapat dikatakan demikian karena, proses
konversi batu bara menjadi gas dapat dilakukan dengan alat gasifier
(Sukandarumidi, 2006).
Batubara merupakan batuan hidrokarbon padat yang terbentuk dari
tumbuhan dalam lingkungan bebas oksigen, serta terkena pengaruh tekanan dan
panas yang berlangsung sangat lama. Pada tahun 2006, jumlah sumber daya batu
bara Indonesia tercatat sebanyak 90.451,87 juta ton. Dari jumlah tersebut
sebanyak 67% berupa batu bara dengan kalori sedang, 22% berupa batu bara
dengan kalori rendah, 10% berupa batu bara dengan kalori tinggi dan 1% berupa
batu bara dengan kalori sangat tinggi.Batu bara Indonesia tergolong batubara
bersih dengan kandungan abu <5% dan kandungan sulfur yang rendah (<1%),
commit to user
2
batu bara Indonesia mampu bersaing di dunia perdagangan Internasional. Batu
bara Indonesia yang memiliki kalori tinggi sebagian besar diekspor ke luar negeri,
sedangkan batu bara peringkat rendah dan sedang dipergunakan sebagai sumber
energi pembangkit tenaga listrik maupun sebagai bahan bakar pada berbagai
industri di Indonesia, seperti industri semen, teksil maupun pupuk (ESDM,2010).
Gasifikasi merupakan satu upaya pengkonversian batubara padat menjadi gas,
seperti H2, CO, CO2, CH4, N2 dan H2S. Gas-gas ini selanjutnya akan mengalami
proses purifikasi sebelum disintesa menjadi senyawa kimia baru yang secara luas
dibutuhkan dalam kehidupan manusia, salah satunya adalah metanol.
Metanol (CH3OH) merupakan salah satu senyawa kimia yang dapat
diproduksi melalui proses gasifikasi. Metanol (CH3OH) bertindak sebagai bahan
baku dalam memproduksi senyawa hidrokarbon yang berguna sebagai bahan
bakar atau senyawa organik yang biasa digunakan untuk menaikkan nilai oktan
suatu bahan bakar, seperti MTBE. (US Patent 5472986, 1995)
Kebutuhan metanolsemakin meningkat yang ditandai dengan kenaikan
impor metanol berdasarkan data Biro Pusat Statistik (BPS). Impor metanol pada
tahun 2009 sampai tahun 2011, Walaupun mengalami penurunan pada tahun
commit to user
[image:3.595.115.510.121.490.2]3
Gambar I.1 Perkembangan Impor Metanol di Indonesia Tahun 2009-2012
Ketergantungan impor metanol menyebabkan devisa negara berkurang,
sehingga diperlukan suatu usaha penanggulangan. Salah satu upayanya adalah
pendirian pabrik metanol untuk pemenuhan kebutuhan dalam negeri. Dengan
pendirian pabrik tersebut diharapkan dapat membuka kesempatan untuk alih
teknologi, membuka lapangan kerja baru, menghemat devisa negara dan
membuka peluang berdirinya pabrik lain yang menggunakan bahan baku metanol
dari pabrik tersebut. Dengan pertimbangan kegunaan dan konsumsi metanol maka
dapat dikatakan bahwa industri ini mempunyai prospek bagus di masa depan.
I.2. Kapasitas Pabrik
I.2.1. Ketersediaan Bahan Baku
Di Indonesia merupakan penghasil barang tambang terbesar di dunia, salah
satunya yaitu batubara. Beberapa daerah penghasil batubara terbesar di Indonesia,
yaitu Sumatra Selatan (22.240,40 juta ton), Kalimantan Timur (19.567,79 juta
ton), Kalimantan Selatan (8.674,56 juta ton), dan Riau (2.057,22 juta ton).
(Wison, 2011)
0 50.000 100.000 150.000 200.000 250.000 300.000
2009 2010 2011 2012
J
um
la
h
Im
po
r
(
k
To
n)
commit to user
4 I.2.2. Kapasitas Pabrik yang Sudah Berdiri
Ditetapkan kapasitas pabrik metanol sebesar 500.000 ton/tahun, dengan
pertimbangan:
1. Perkiraan dari data impor BPS, pada tahun 2015 Indonesia membutuhkan
metanol sebesar 468.007,49 ton. Sehingga dengan kapasitas direncanakan
[image:4.595.146.495.247.485.2]dapat membantu memenuhi kebutuhan metanol dalam negeri.
Gambar I.2 Kebutuhan Metanol pada Tahun 2008-2012
2. Dapat memberikan keuntungan ekonomis karena kapasitas produksi berada
diantara kapasitas produksi metanol didalam negeri. Seperti kapasitas pabrik
yang telah berdiri, yaitu PT. Medco Methanol Bunyu (330.000 ton/tahun) dan
PT. Kaltim Metanol Industry (660.000 ton/tahun).
3. Produksi batubara PT. Bukit Asam (Persero) Tbk sebesar 11.880.000 ton/tahun
sehingga mencukupi untuk mensuplai kebutuhan batubara sebesar 499.944,23
ton/tahun untuk memproduksi metanol sebesar 500.000 ton/tahun. y = 58584x - 664,51
0 50.000 100.000 150.000 200.000 250.000 300.000 350.000
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
commit to user
5 I.3. Lokasi Pabrik
Pemilihan lokasi pabrik sangat penting dalam menentukan kelangsungan
produksi suatu pabrik. Lokasi pabrik akan didirikan di Tanjung Enim,Sumatra
Selatan dengan pertimbangan sebagai berikut:
- Bahan baku pabrik metanol ini menggunakan batubara hasil
pertambangan batubara PT. Bukit Asam (Persero) Tbk.
- Lokasi pabrik dekat dengan sungai sehingga memudahkan dalam
penyediaan air untuk utilitas.
- Pemberlakuan otonomi daerah memberikan iklim yang cukup kondusif
bagi investor untuk penanaman modalnya bagi peningkatan pemasukan
[image:5.595.145.513.236.633.2]bagi daerah tersebut.
commit to user
6 I.4. Tinjauan Pustaka
Ada beberapa proses pembuatan metanol
1. Proses pembuatan metanol dengan penyulingan kayu
Pada tahun 1830 sampai pertengahan tahun 1920an, metode utama dalam
produksi metanol yaitu dengan menggunakan penyulingan kayu (wood
distillation). Proses ini menggunakan panas untuk memproduksi arang dan
metanol dari kayu. Setelah kayu dipanaskan, perlahan-lahan kayu tersebut
terbakar dan melepaskan gas metanol. Gas tersebut dikumpulkan dan
dikondensasikan untuk membuat metanol cair. Pada tahun 1923, produksi
metanol telah mencapai 30.000 ton per tahun menggunakan lebih dari 6 ton
kayu sebagai bahan baku. Proses ini tidak dilakukan lagi karena mengganggu
ekosistem hutan dengan banyaknya penebangan pohon. (Mc Ketta, 1983)
2. Oksidasi Hidrokarbon
Proses ini menggunakan senyawa-senyawa hidrokarbon sebagai bahan baku
utama. Produk yang terbentuk dari oksidasi parsiil hidrokarbon yang
mengandung gas parafin adalah metanol, formaldehid, asetaldehid, aseton,
alkohol tingkat tinggi, aldehid dan keton. Proses oksidasi berjalan pada tekanan
20,27 – 30,4 bar dan suhu 800 ºC. Proses ini dapat menggunakan katalis nikel,
paladium, tembaga dan oksida dari logam-logam tersebut. Kekurangan dari
proses ini adalah menggunakan bahan-bahan hidrokarbon sehingga dapat
menghasil gas rumah kaca (Mc. Ketta, 1983).
3. Proses pembuatan metanol dari gasifikasi batubara
Pembuatan metanol biasa menggunakan gas sintesis. Melalui gasifikasi, gas
commit to user
7
biomassa, limbah perkotaan dan berbagai bahan baku yang lain Dalam
produksi metanol dengan dilakukan dalam dua langkah. Langkah pertama
adalah untuk mengkonversi bahan baku menjadi gas sintetis yang terdiri dari
CO, CO2, H2O dan H2. Hal ini biasanya dicapai oleh katalitik reforming gas
umpan dan uap. Langkah kedua adalah sintesis katalitik metanol dari gas
sintesis. Keuntungan dari proses ini adalah bahan baku mudah didapatkan,
pemanfaatan batubara sehingga diharapkan menjadi industri ramah lingkungan.
(www.methanol.org)
Dari proses-proses pembuatan metanol yang ada, maka gasifikasi batu bara
dipilih sebagai proses pembuatan metanol dalam pendirian pabrik ini dengan
alasan ketersediaan bahan baku batu bara mencukupi proses jangka panjang.
1.4.2 Kegunaan Produk
Kegunaan dari metanol yaitu sebagai bahan bakar, pelarut, dan anti beku
dalam pipa. Penggunaan metanol terbanyak adalah sebagai bahan intermediate.
Sekitar 40% metanol yang ada diubah menjadi formaldehid yang dapat
menghasilkan berbagai macam produk seperti plastik, plywood, cat, peledak, dan
commit to user
8 1.4.3 Sifat Fisika dan Kimia
1.4.3.1 Sifat fisika dan kimia bahan baku
1. Batubara (Subbituminous) (Perry, 2007):
1) Sifat Fisika:
Komponen
- C(Carbon) : 76,24% berat
- H (Hidrogen) : 4,85% berat
- N (Nitrogen) : 1,34% berat
- S (Sulfur) : 1,38% berat
- O (Oxigen) : 4,84% berat
- Ash (Abu) : 8,02% berat
- Air : 2,82% berat
Heating Value : 21,35 – 25,54 MJ/kg
Bulk Density : 720,83 – 961,11 kg/m3
Spesific Heat : 1,1 kJ/kg.K
Ignition Temperature : 126,67 – 185 °C
Flash Point : 260 °C
2) Sifat Kimia
Reaksi pada pembakaran batubara meliputi:
- C + O2 → CO2
- C + ½ O2 → CO
- H2 + ½ O2→ H2O
- S + O2 → SO2
Untuk mencegah pembentukan CO yang berlebihan maka
jumlah oksigen untuk pembakaran harus sesuai agar
commit to user
9
2. Air (Othmer,1981):
1) Sifat Fisika
Rumus Molekul : H2O
Berat Molekul : 18,02 kg/kmol
Warna : tidak berwarna (jernih)
Titik Didih (1,01bar) : 100 oC
Densitas (25 °C) : 0,99747 kg/m3
Heat Capacity : 4178,43 kJ/kg.K
Thermal Conductivity : 6,04026 x 10-3 kW/m.K
2) Sifat Kimia
Bereaksi dengan karbon menghasilkan metana, hidrogen,
karbon dioksida, monoksida membentuk gas sintetis (dalam
proses gasifikasi batubara)
Bereaksi dengan kalsium, magnesium, natrium dan
logam-logam reaktif lain membebaskan H2
Memiliki sifat netral (pH 7)
Bereaksi dengan kalium oksida, sulfur oksida membentuk basa
kalium dan asam sulfat.
3. Oksigen (Perry, 2007):
1) Sifat Fisika
Rumus Molekul : O2
Berat Molekul : 31,9988 kg/kmol
Titik Didih (1,01bar) : -183 oC
commit to user
10
Konduktivitas Termal : 0,026 W/m.°C
2) Sifat Kimia
Pengoksidasi yang sangat reaktif
Pemisahan dari udara dengan cara liquifikasi dan distilasi
1.4.3.2 Sifat fisika dan kimia produk
1. Metanol (CH3OH) (Mc. Ketta,1988):
1) Sifat Fisika:
Fase : Cairan jernih pada suhu kamar
Berat Molekul : 32 kg/kmol
Titik didih (1,01 bar) : 65 oC
Titik lebur (1,01 bar) : -97 oC
Viskositas : 0,5945 cp
Densitas (25oC) : 0,786 kg/m3
Tekanan kritis : 80,96 bar
Temperatur kritis : 239,43oC
2) Sifat Kimia:
Tidak memiliki sifat adisi yang kuat
Klor dan brom dapat mensubstitusi atom H dari metanol
Sulfonasi dengan asam sulfat berasap membentuk methanol
sulfonat
Bereaksi dengan Na membentuk gas H2 dan garam Na
metanolat
Termasuk golongan senyawa kimia beracun
commit to user
11
menghasilkan asam formiat dan dapat teroksidasi lebih lanjut
membentuk CO2 dan H2O
Merupakan pelarut yang baik untuk senyawa organik
1.4.4 Tinjauan Proses Secara Umum
Proses produksi metanol dengan proses gasifikasi batubara melalui 3 tahap
yaitu, tahap persiapan bahan baku, tahap proses, dan tahap pemurnian. Berikut
akan dijelaskan secara umum proses produksi.
Crusher Mixer Gasifier Desulfuizer
Water Gas Shift
Reactor
Reaktor Metanol Sintesis
Menara Distilasi
[image:11.595.117.516.251.503.2]Air Separation Unit
Gambar I.4 Tahap Proses Pembuatan Metanol
Pada tahap persiapan bahan baku ukuran batubara diperkecil hingga 100
μm, setelah itu diumpankan ke mixer untuk pecampuran dengan air dan menjadi
slurry untuk diumpankan ke gasifier. Tahap selanjutnya merupakan tahap proses,
proses pertama yaitu proses gasifikasi yang terjadi di gasifier, produk yang
dihasilkan pada proses gasifikasi yaitu syngas dan masih mengandung banyak CO
dan H2S, sehingga proses selanjutnya yaitu proses menghilangkan gas beracun
(Acid Gas Removal) di desulfurisasi, dan penggeseran kadungan CO menjadi H2
dengan mereaksikan CO dan H2O reaksi ini terjadi di water gas shift reactor.
Tahap Persiapan Bahan Baku
Tahap Proses Tahap
commit to user
12
Kandungan air dalam syngas sebagian besar dipisahkan menggunakan
partial condenser. Reaktor metanol merupakan fixed bed multitube reactor
dengan katalis CuO. crude methanol yang keluar dari reaktor dipisahkan dari sisa
gas reaktan yang tidak bereaksi dalam partial condenser. Gas-gas yang tidak
terkondensasi dibuang. Sedangkan gas-gas yang terkondensasi (crude methanol),
akan diturunkan tekanannya sampai 1,52 bar dengan menggunakan expansion
valve. Tahap permurnian yaitu pemurnian crude methanol di dalam menara
distilasi sampai kadar 99,85% berat. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Bab
