Desain Pabrik Dimetil Karbonat dengan Kapasitas 50.000 Ton/Tahun dengan Metode CO2 Direct Synthesis

Ardli, M Sahar Mahdan and Ramadhan, Muhammad Miftakhussururi (2025) Desain Pabrik Dimetil Karbonat dengan Kapasitas 50.000 Ton/Tahun dengan Metode CO2 Direct Synthesis. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5008211037-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Dimethyl Carbonate (DMC) adalah senyawa green chemical yang dimaanfaatkan untuk berbagai industri, seperti sintesis polikarbonat, pembuatan baterai listrik, solven, dan reagen. Selain itu, DMC juga memiliki potensi besar sebagai aditif bahan bakar dengan kandungan oksigen yang lebih tinggi dibandingkan zat aditif lainnya. Penggunaan DMC sebagai zat aditif bahan bakar memiliki potensi yang besar di Indonesia karena masih tingginya kebutuhan masyarakat terhadap bahan bakar minyak. DMC akan memberikan efek peningkatan pada efisiensi pembakaran sehingga pembakaran akan lebih sempurna dan dapat memberikan emisi gas buang yang lebih sedikit. Pada pra-desain ini, dirancang pabrik DMC menggunakan bahan baku CO2 dan metanol. Proses produksi menggunakan metode ini memiliki keunggulan karena reaksinya berlangsung pada satu proses, yakni CO2 dengan methanol dapat menghasilkan produk langsung berupa DMC, selain adanya air sebagai produk samping. Air yang ikut terproduksi ini menjadi tantangan pada metode produksi ini karena dapat menghambat terbentuknya DMC, sehingga pada proses ini digunakan 2-Cyanopyridine sebagai agen dehidrasi sehingga proses reaksi kesetimbangan dapat bergeser ke arah DMC. Selain itu, terdapat tantangan di mana proses reaksi pada metode ini sangatlah lambat. Dengan demikan, digunakan juga katalis berupa CeO2 untuk membantu proses reaksi berjalan secara optimal. Dengan katalis tersebut, proses produksi dapat berjalan pada tekanan 30 bar dan suhu 120 oC. Proses ini akan memanfaatkan emisi gas CO2 dari PT. Badak NGL di Bontang. Pemilihan lokasi pabrik mempertimbangkan kedekatan dengan sumber bahan baku CO2, pasar potensial, aspek utilitas, fasilitas, dan sumber daya manusia. Untuk memproduksi DMC dengan kapasitas 50.000 ton/tahun dibutuhkan bahan baku CO2 sebesar 3.349,466 CO2 kg/jam dan 4.737,335 metanol kg/jam. Proses produksi ini memiliki target kemurnian sebesar >99,0% wt untuk memenuhi standar industrial grade. Hasil produk DMC akan memiliki potensi pasar untuk Pertamina RU V Balikpapan sebagai zat aditif bahan bakar.
Pabrik DMC ini akan membutuhkan biaya, CAPEX sebesar Rp.743.734.170.604, OPEX sebesar Rp.917.361.579.518, NPV sebesar Rp 1.898.489.458.521, IRR sebesar 14,09%, dan BEP sebesar 29,67%.
==================================================================================================================================
Dimethyl Carbonate (DMC) is a green chemical compound widely utilized in various industries, including polycarbonate synthesis, electric battery production, solvents, and reagents. In addition, DMC has significant potential as a fuel additive due to its higher oxygen content compared to other additives. The application of DMC as a fuel additive holds strong potential in Indonesia, given the continued high demand for petroleum-based fuels. The use of DMC can enhance combustion efficiency, resulting in more complete combustion and reduced exhaust gas emissions. In this pre-design study, a DMC production plant is designed using carbon dioxide (CO₂) and methanol as raw materials. This production route offers advantages as the reaction occurs in a single step, where CO₂ reacts directly with methanol to form DMC, with water generated as a by-product. However, the presence of water poses a challenge because it can inhibit DMC formation. Therefore, 2-cyanopyridine is employed as a dehydration agent to shift the reaction equilibrium toward DMC formation. Another challenge of this method is the inherently slow reaction rate; thus, a CeO₂ catalyst is utilized to enhance reaction performance. With the use of this catalyst, the process can be operated at a pressure of 30 bar and a temperature of 120 °C.This process utilizes CO₂ emissions sourced from PT Badak NGL in Bontang. The selection of the plant location is based on proximity to the CO₂ feedstock source, potential markets, utility availability, infrastructure, and human resources. To produce DMC at a capacity of 50,000 tons per year, the required raw materials are 3,349.466 kg/h of CO₂ and 4,737.335 kg/h of methanol. The production process targets a product purity of greater than 99.0 wt% to meet industrial-grade standards. The resulting DMC product has market potential as a fuel additive for Pertamina Refinery Unit V (RU V) Balikpapan.The DMC plant requires a capital expenditure (CAPEX) of IDR 743,734,170,604 and an operational expenditure (OPEX) of IDR 917,361,579,518. The economic evaluation indicates a Net Present Value (NPV) of IDR 1,898,489,458,521, an Internal Rate of Return (IRR) of 14.09%, and a Break-Even Point (BEP) of 29.67%.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Dimetil Karbonat, Karbon Dioksida, Metanol, Produksi, direct synthesis, Carbon Dioxide, Dimethyl Carbonate, Direct Synthesis , Methanol, Production
Subjects:	T Technology > TP Chemical technology > TP155.5 Chemical plants--Design and construction
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Chemical Engineering > 24201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	M. Sahar Mahdan Ardli
Date Deposited:	28 Jan 2026 01:19
Last Modified:	28 Jan 2026 01:19
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/130641

Actions (login required)

View Item