• Tidak ada hasil yang ditemukan

PRARANCANGAN PABRIK METANOL DARI GAS ALAM MELALUI PROSES LURGI DENGAN KATALIS CuO/ZnO/Al2O3 KAPASITAS 150.000 TON/TAHUN.

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "PRARANCANGAN PABRIK METANOL DARI GAS ALAM MELALUI PROSES LURGI DENGAN KATALIS CuO/ZnO/Al2O3 KAPASITAS 150.000 TON/TAHUN."

Copied!
15
0
0

Teks penuh

(1)

commit to user

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK METANOL DARI GAS ALAM

MELALUI PROSES LURGI DENGAN KATALIS CuO/ZnO/Al

2

O

3

KAPASITAS 150.000 TON/TAHUN

HALAMAN JUDUL

Oleh :

1.

Amirza Rahmanu Prabowo I 0510003

2.

Risal Rismawan

I 0510032

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

(2)

commit to user

i

TUGAS AKHIR

PRARANCANGAN PABRIK METANOL DARI GAS ALAM

MELALUI PROSES LURGI DENGAN KATALIS CuO/ZnO/Al

2

O

3

KAPASITAS 150.000 TON/TAHUN

HALAMAN JUDUL

Oleh :

1.

Amirza Rahmanu Prabowo I 0510003

2.

Risal Rismawan

I 0510032

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

(3)

commit to user

(4)

commit to user

KATA PENGANTAR

iii Bismillahirrahmanirrohim. . .

Rasa syukur penulis haturkan kepada Allah Azza wa Jalla yang telah

melimpahkan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas

Akhir berjudul “Prarancangan Pabrik Metanol dari Gas Alam Melalui Proses

LURGI dengan Katalis CuO/ZnO/Al2O3 Kapasitas 150.000 Ton/Tahun” dengan

sebaik-baiknya.

Dalam penyusunan tugas akir ini penulis mengucapkan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada :

1. Orang tua kami tercinta yang selalu mendoakan yang terbaik untuk kami.

2. Dr. Margono, S.T.,M.T. dan Ir. Paryanto, M.S. selaku dosen pembimbing atas

bimbingan dan arahannya dalam penyelesaian tugas akhir ini.

3. Dr. Sunu H. Pranolo selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia UNS.

4. Para staf di Jurusan Teknik Kimia atas ilmu, arahan, bantuan dan motivasinya

selama ini.

5. Jemy, Yogi, Kurniawan, Rio, Surya, Riska, Evi, Bayu, Yuli, Oki, Yoga,

Godel, Rendra, Annisa, Fitri, Joshita, Windra, Yusuf, Yuspa, Tohadi,

Bramantyo, Rahmad, Bowo, Khairul yang telah membantu dan memotivasi

selama ini.

Tak ada gading yang tak retak. Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna,

walaupun penulis sudah berusaha semaksimal mungkin untuk mendekati

kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis membuka diri terhadap segala saran dan

kritik yang membangun. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi

penulis dan pembaca sekalian.

Surakarta, Januari 2015

(5)

commit to user I.1. Latar Belakang Pendirian Pabrik………...1

I.2. Kapasitas Rancangan………...2

I.2.1. Prediksi Kebutuhan Metanol di Indonesia………2

I.2.2. Ketersediaan Bahan Baku……….4

I.2.3. Kapasitas Pabrik yang Sudah Berdiri………4

I.3. Pemilihan Lokasi Pabrik………..5

I.4. Tinjauan Pustaka………..7

I.4.1. Macam-Macam Proses Pembuatan Metanol……….7

I.4.1.1. Oksidasi Hidrokarbon………..7

I.4.1.2. Hidrogenasi Karbonmonoksida Menggunakan Variabel Tekanan………...…8

I.4.2. Kegunaan Produk………..λ I.4.3. Sifat Fisik dan Kimia Bahan Baku dan Produk………...10

(6)

commit to user

v BAB II DESKRIPSI PROSES

II.1. Spesifikasi Bahan Baku, Bahan Pendukung, dan Produk……….12

II.1.1 Spesifikasi Bahan Baku………..12

II.1.2. Spesifikasi Produk……….13

II.1.3. Spesifikasi Bahan Pendukung (Katalis)………....13

II.2. Konsep Reaksi………...14

II.2.1. Dasar Reaksi………..14

II.2.2. Kondisi Operasi……….14

II.2.3. Mekanisme Reaksi………....15

II.2.4. Tinjauan Termodinamika………..16

II.2.5. Tinjauan Kinetika………..16

II.3. Diagram Alir Proses dan Tahapan Proses……….18

II.3.1 Diagram Alir Proses………...18

II.3.2. Tahapan Proses………..22

II.4. Neraca Massa dan Neraca Panas………...25

II.4.1. Neraca Massa………...25

II.4.1.1. Neraca Massa Overall………26

II.4.1.2. Neraca Massa Masing-Masing Alat………..27

II.4.2. Neraca Panas……….30

II.4.2.1. Neraca Panas Overall……….30

II.4.2.2. Neraca Panas Masing-Masing Alat………31

(7)

commit to user

vi BAB III PERALATAN PROSES

III.1. Spesifikasi Alat-Alat Proses……….43

III.2. Spesifikasi Tangki Penyimpanan Produk………44

III.3. Spesifikasi Alat Penukar Panas (Heat Exchanger)………...45

III.4. Spesifikasi Alat Penampung Kondensat (Accumulator)………..4λ III.5. Spesifikasi Alat Pengubah Tekanan……….50

III.6. Spesifikasi Pompa Proses……….51

BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM DAN PENGOLAHAN LIMBAH IV.1. Unit Pendukung Proses………52

IV.1.1 Unit Pengadaan Air……….53

IV.1.1.1 Air Pendingin………..54

IV.1.1.2. Air Umpan Boiler………...54

IV.1.1.3. Air Konsumsi dan Sanitasi……….55

IV.1.1.4. Air Pemadam Kebakaran………...56

IV.1.1.5. Pengolahan Air………..56

IV.1.2. Unit Pengadaan Pendingin Reaktor………61

IV.1.3. Unit Pengadaan Udara Tekan……….61

IV.1.4. Unit Pengadaan Listrik………...64

IV.1.5. Unit Pengadaan Bahan Bakar……….67

IV.1.6. Unit Pengadaan Steam………68

IV.2. Laboratorium………...72

(8)

commit to user

vii BAB V MANAJEMEN PERUSAHAAN

V.1. Bentuk Perusahaan………..75

V.2. Struktur Organisasi………..76

V.3. Tugas dan Wewenang……….7λ V.3.1. Pemegang Saham………7λ V.3.2. Dewan Komisaris………7λ V.3.3. Direktur Utama………...80

V.3.4. Staf Ahli………..81

V.3.5. Health, Safety, Environment (HSE)………....82

V.3.6. Kepala Bagian……….82

V.4. Pembagian Jam Kerja Karyawan………86

V.4.1. Karyawan Non-Shift/ Harian………..87

V.4.2. Karyawan Shift………87

(9)

commit to user

viii

VI.4. Analisa Kelayakan………...103

DAFTAR PUSTAKA………...110

(10)

commit to user

DAFTAR TABEL

ix

Tabel I.1. Data Impor Metanol di Indonesia………...2

Tabel I.2. Daftar Produsen Metanol Dunia dan Kapasitas Produksinya………….4

Tabel I.3. Operasi Sintesis Metanol pada Berbagai Teknologi Proses…………...8

Tabel I.4. Sifat Fisika-Kimia Bahan Baku dan Produk……….10

Tabel II.1. Spesifikasi Gas Alam Typical………..………....12

Tabel II.2. Spesifikasi Bahan Pendukung (Katalis)………...13

Tabel II.3. Harga ∆Gº Reaksi Sintesis Metanol……….16

Tabel II.4. Neraca Massa Overall………...26

Tabel II.5. Neraca Massa di Sekitar Desulfurizer (D-01)………..26

Tabel II.6. Neraca Massa di Sekitar Mixing Point……….27

Tabel II.7. Neraca Massa di Sekitar Steam Reformer (R-01)………27

Tabel II.8. Neraca Massa di Sekitar Kondensor Parsial 1 (CD-01)………...28

Tabel II.9. Neraca Massa di Sekitar Reaktor Metanol (R-02)………...28

Tabel II.10. Neraca Massa di Sekitar Kondensor Parsial 2 (CD-02)………… ...29

Tabel II.11. Neraca Massa di Sekitar Pressure Relief Valve (PV-01)…………...2λ Tabel II.12. Neraca Massa di Sekitar Menara Distilasi (MD-01)………..30

Tabel II.13. Neraca Panas Overall……….30

Tabel II.14. Neraca Panas di Sekitar Kompresor 1 (C-01)………31

Tabel II.15. Neraca Panas di Sekitar Furnace 1 (F-01)……….31

Tabel II.16. Neraca Panas di Sekitar Desulfurizer (D-01)……….32

Tabel II.17. Neraca Panas di Sekitar Mixing Point………32

(11)

commit to user

x

Tabel II.19. Neraca Panas di Sekitar Steam Reformer (R-01)………...33

Tabel II.20. Neraca Panas di Sekitar Heat Exchanger 1 (HE-01)………..34

Tabel II.21. Neraca Panas di Sekitar Waste Heat Boiler (WHB)………..34

Tabel II.22. Neraca Panas di Sekitar Kondensor Parsial 1 (CD-01)………..34

Tabel II.23. Neraca Panas di Sekitar Kompresor 2 (C-02)………35

Tabel II.24. Neraca Panas di Sekitar Heat Exchanger 2 (HE-02)………..35

Tabel II.25. Neraca Panas di Sekitar Heat Exchanger 3 (HE-03)………..35

Tabel II.26. Neraca Panas di Sekitar Reaktor Metanol (R-02)………..36

Tabel II.27. Neraca Panas di Sekitar Kondensor Parsial 2 (CD-02)………..36

Tabel II.28. Neraca Panas di Sekitar Heat Exchanger 4 (HE-04)………..36

Tabel II.29. Neraca Panas di Sekitar Menara Distilasi (MD-01)………...37

Tabel II.30. Neraca Panas di Sekitar Heat Exchanger 5 (HE-05)………..37

Tabel III.1. Spesifikasi Alat-Alat Proses………...43

Tabel III.2. Spesifikasi Tangki Penyimpanan………...44

Tabel III.3. Spesifikasi Alat Penukar Panas (Heat Exchanger)………45

Tabel III.4. Spesifikasi Alat Penampung Kondensat (Accumulator)………4λ Tabel III.5. Spesifikasi Alat Pengubah Tekanan………...50

Tabel III.6. Spesifikasi Pompa Proses………...51

Tabel IV.1. Kebutuhan Air Laut Pendingin………..60

Tabel IV.2. Kebutuhan Air Pendingin………..60

Tabel IV.3. Kebutuhan Air Umpan Boiler………60

Tabel IV.4. Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi………..60

(12)

commit to user

xi

Tabel IV.6. Kebutuhan Listrik untuk Keperluan Proses dan Utilitas…………...64

Tabel IV.7. Jumlah Lumen Berdasarkan Luas Bangunan……….65

Tabel IV.8. Total Kebutuhan Listrik Pabrik……….66

Tabel IV.9. Total Kebutuhan Gas Alam………...68

Tabel IV.10. Total Kebutuhan Off Gas………..68

Tabel IV.11. Gas Hasil Samping Bahan Bakar………..68

Tabel V.1. Jadwal Pembagian Kelompok Shift……………….88

Tabel V.2. Penggolongan Jabatan, Jumlahh Karyawan dan Gaji………...λ0 Tabel VI.1. Indeks Harga Alat……….λ8 Tabel VI.2. Fixed Capital Investment (FCI)……………….101

Tabel VI.3. Working Capital Investment (WCI)………………...101

Tabel VI.4. Direct Manufacturing Cost (DMC)………...102

Tabel VI.5. Indirect Manufacturing Cost (IMC)………………..102

Tabel VI.6. Fixed Manufacturing Cost (FMC)………...102

Tabel VI.7. General Expense (GE)………...103

Tabel VI.8. Analisa Kelayakan……….10λ

(13)

commit to user

DAFTAR GAMBAR

xii

Gambar I.1. Grafik Impor Metanol di Indonesia………....3

Gambar I.2. Peta Lokasi Pendirian Pabrik………..7

Gambar I.3. Kegunaan Metanol pada Tahun 2013……….λ Gambar II.1. Mekanisme Pembentukan Metanol………..15

Gambar II.2. Diagram Alir Kualitatif Pabrik Metanol………...1λ Gambar II.3. Diagram Alir Kuantitatif Pabrik Metanol……….20

Gambar II.4. Diagram Alir Proses Pabrik Metanol………21

Gambar II.5. Neraca Massa Overal………26

Gambar II.6. Neraca Panas Overal……….30

Gambar II.7. Tata Letak Pabrik Metanol………...40

Gambar II.8. Tata Letak Peralatan Proses Pabrik Metanol………41

Gambar VI.1. Skema Pengolahan Air Laut Sebelum Masuk Pabrik……….5λ Gambar VI.2. Skema Pengolahan Air Masuk Pabrik………5λ Gambar V.1. Struktur Organisasi Perusahaan……….78

(14)

commit to user

INTISARI

xiii

Amirza Rahmanu Prabowo dan Risal Rismawan, 2015, Prarancangan Pabrik Metanol dari Gas Alam Melalui Proses LURGI dengan Katalis CuO/ZnO/Al2O3

Kapasitas 150.000 ton/tahun, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Metanol merupakan senyawa alkohol paling sederhana yang banyak dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan formaldehid, dimetil eter (DME), metil tersier butil eter (MTBE), asam asetat, kloro metan, metil metaakrilat, metil amin, asam dimetil terephtalat dalam industri tekstil, kegunaan lain termasuk bahan bakar, zat anti beku dan pelarut. Pabrik Metanol dirancang dengan kapasitas produksi 150.000 ton/tahun. Kebutuhan bahan baku dan unit utilitas per kg produk adalah: gas alam 0,62

kg, steam 1,61 kg, air 149,99 kg, bahan bakar gas alam 0,006 kg, listrik 0,053 kWh dan

udara tekan 0,003 Nm3.

Proses yang terjadi adalah hidrogenasi karbonmonoksida (CO) dan karbondioksida (CO2) menjadi metanol berlangsung secara eksotermis pada kisaran 220-300ºC dan tekanan 50-100 bar dalam reaktor fixed bed multitube. Kondisi reaktor adalah non isotermal dan non adiabatis serta menggunakan media pendingin dowtherm A sebagai pengendali panas. Konversi di reaktor sebesar 96% untuk CO dan 29% untuk CO2. Produk keluaran reaktor metanol kemudian masuk kondensor parsial untuk memisahkan produk metanol dan gas sisa hasil reaksi dengan cara mengkondensasikan produk metanol dan kemudian dialirkan menuju menara distilasi untuk dimurnikan hingga sesuai standar

grade AA.

Perusahaan berbentuk Perseroan Terbatas (PT) dengan struktur organisasi line

and staff dan karyawan berjumlah 184 karyawan yang terdiri dari karyawan shift dan non

shift yang akan didirikan di Kota Bontang, Kalimantan Timur.

Hasil analisis ekonomi prarancangan pabrik yaitu, modal tetap Rp 1.763.471.223.421 dan modal kerja sebesar Rp 241.010.805.218. Biaya produksi per

tahun sebesar Rp 975.567.770. Hasil analisis kelayakan menunjukkan ROI sebelum dan setelah pajak adalah 45,80 % dan 34,35 % dan POT sebelum dan setelah pajak adalah 1 tahun dan 1,13 tahun. BEP sebesar 52,33 %, SDP sebesar 21,04 % dan DCF sebesar 45,36 %. Berdasarkan analisis ekonomi dapat disimpulkan bahwa pabrik metanol dengan kapasitas 150.000 ton/tahun layak untuk dipertimbangkan dan direalisasikan berdiri.

(15)

commit to user

ABSTRACT

xiv

Amirza Rahmanu Prabowo and Risal Rismawan, 2015, Pre Design of Methanol Plant from Natural Gas Through Lurgi Process with CuO/ZnO/Al2O3 Catalyst

Capacity of 150,000 Ton/year, Chemical Engineering major, Engineering Faculty, Sebelas Maret University of Surakarta.

Methanol is the simplest alcohol compounds are widely used as raw material for making formaldehyde, dimethyl ether (DME), methyl tertiary butyl ether(MTBE), acetic acid, chloromethane, methyl methacrylate, methylamine, dimethyl terephthalate in the textile industry, other uses include fuel, antifreeze and solvent. Methanol plant is designed with production of 150,000 Ton/year. The raw material requirements and utility units per kg product is: natural gas of 0.62 kg, steam of 1.61 kg, water of 149.99 kg, natural gas fuel of 0.006 kg, electricity 0.053 kWh dan compressed air 0.003 Nm3.

Process that occur is hydrogenation of carbon monoxide (CO) and carbon dioxide (CO2) to methanol take place on the exothermic conditions at temperature range of 220-300ºC and pressure of 50-100 bar inside the fixed bed multitube reactor. Reactor condition is non-isothermal and non-adiabatic and use a cooling medium of dowtherm A for controlling heat. Conversion in the reactor is 96% for CO and 29% for CO2. Methanol reactor product then enter a partial condenser to separate the products methanol and residual gas reaction proceeds by way of condensing the product methanol and then it flowed into the distillation tower to purified up to standardized grade AA.

The methanol company has a limited liability company with the organizational structure of line and staff and employees amount to 184 employees consist of shift and non-shift employees who will be established in Bontang, East Kalimantan.

Referensi

Dokumen terkait

Prarancangan Pabrik Etil Asetat dari Asam Asetat dan Etanol dengan Katalis Asam Sulfat Kapasitas 50.000 Ton per Tahun..

PRARANCANGAN PABRIK METIL SALISILAT DARI ASAM SALISILAT DAN METANOL.. KAPASITAS

Rizqa Amalia Devi, 2017, Prarancangan Pabrik Metil Akrilat dari Asam Akrilat dan Metanol dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 36.000 ton/tahun, Program Studi

Prarancangan Pabrik Biodiesel dari Minyak Nyamplung dan Metanol Kapasitas 20.000 ton/tahun..

Noor Hafidlullah, Novesa Nurgirisia, 2016, Prarancangan Pabrik Dimetil eter dari Metanol Dengan Proses Dehidrasi Kapasitas 20.000 ton/tahun, Program Studi Sarjana

Sulistyaningsih, 2016, Prarancangan Pabrik Metil Akrilat dari Asam Akrilat dan Metanol dengan Proses Esterifikasi Kapasitas 36.000 ton/tahun, Program Studi Sarjana

Fauzia Rahmadita, Sarah Tanya, 2017, Prarancangan Pabrik Dietil eter Proses Dehidrasi Etanol Dengan Katalis Gamma Alumina Kapasitas 16.500 ton/tahun, Program Studi

Prarancangan Pabrik Formaldehid Dari Metanol Dengan Kapasitas 24.000 Ton/Tahun, Zan Nubah Arifah C.R dan Choirul Anam, 2023 | 117 Keterangan : No Nama Area No Nama Area 1 2 3 4 5