Pra Desain Pabrik (DME) Dimetil Eter dari Gas Alam

Hidayah, Karina and Madani, Arnita Putri (2023) Pra Desain Pabrik (DME) Dimetil Eter dari Gas Alam. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5008211161_5008211163-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Program konversi minyak tanah ke LPG yang telah dijalakan sejak tahun 2007 memberikan dampak besar terhadap konsumsi LPG di Indonesia. Kebutuhan LPG pada tahun 2007 sebesar 0,33 juta ton meningkat secara signifikan hingga pada tahun 2017. Meningkatnya kebutuhan LPG akibat program koversi minyak tanah di Indonesia mendorong negara melakukan impor untuk memenuhi kebutuhan akan LPG di Indonesia. Adanya impor LPG yang dilakukan pemerintah tentunya akan mengakibatkan bebdan anggaran pemerintah semakin besar. Berdasarkan permasalahan tersebut diperlukannya pengembangan bahan bakar alternatif yang dapat menggantikan peran LPG sebagai bahan bakar. Pendirian industri DME di Indonesia menjawab akan masalah atas kebutuhan LPG. Ketersediaan bahan baku berupa gas alam yang melimpah, membuat industri DME di Indonesia memiliki prospek yang menjanjikan
Pabrik DME akan didirikan dan siap beroperasi pada tahun 2027 dengan pembelian peralatan pada tahun 2023 dan masa kontruksi selama 2 tahun (2025-2027). Lokasi pabrik direncanakan di Provinsi Kalimantan Timur, tepatnya di Kawasan Industri Kariangau, Balikpapan, Kalimantan Timur.
Bahan baku utama dalam proses pembuatan DME yaitu gas alam dengan bahan baku penunjang dalam pembuatan DME berupa O2, recycle CO2, yang merupakan byproduct dari tiap proses. Penambahan CO2 ditujukan untuk mendapatkan rasio H2/CO = 1 yang merupakan rasio optimal dalam proses pembuatan DME dengan proses langsung.
Kapasitas produksi DME direncanakan sebesar 941.142 ton DME/tahun. Perencanaan ini berdasarkan jumlah produksi, konsumsi, ekspor, dan impor LPG yang diproyeksikan pada tahun 2023. Dalam pemenuhan kapasitas tahunan, pabrik akan beroperasi kontinyu 24 jam per hari selama 330 hari. Untuk memproduksi DME sebesar 941.142 ton DME/tahun diperlukan bahan baku gas alam sebesar 122,5 MMSCFD atau 121.888 kg gas alam/jam.
Proses pembuatan DME menggunakan direct process dan dapat diuraikan menjadi 3 tahapan proses yaitu tahap reforming, tahap sintesa DME, dan tahap purifikasi DME. Pada proses reforming gas alam diubah menjadi syn gas menggunakan autothermal reformer. Tujuan menggunakan autothermal reformer adalah untuk melakukan efisiensi panas yang terjadi dalam proses reforming karena di dalam proses tersebut terjadi reaksi eksotermis dan endotermis secara simultan. Selanjutnya syn gas dengan suhu 1244 oC didinginkan untuk dipisah kandungan airnya dan panas yang dimiliki syn gas dimanfaatkan untuk menciptakan steam dengan tekanan 23 bar. Syngas yang telah dipisahkan kandungan CO2-nya masuk ke dalam tahap sintesa DME, dimana syngas dialirkan ke dalam DME reactor dengan kondisi operasi temperature 260 oC dan pada tekanan 50 bar dengan bantuan katalis bifungsi Cu-Al2O3-ZnO/HZSM-5. Pada tahap sintesa DME produk DME dihasilkan dengan persen konversi mencapai 90%. Produk utama berupa DME dipisahkan dengan byproduct berupa CO2, unreacted syngas, water, dan methanol. Di dalam proses purifikasi terdapat tiga proses distilasi, yaitu distilasi DME-H2O, DME-metanol, serta metanol-air. Sedangkan untuk memisahkan syngas hanya diperlukan separator biasa dan untuk memisahkan CO2 memerlukan kolom distilasi. Kemurnian DME mencapai 99,8% liquid volume dan sudah on specification dengan peraturan ESDM. DME disimpan pada tangki berbentuk spherical pada suhu ruangan dan bertekanan 48 bar.
Dari perhitungan analisa ekonomi dengan menggunakan metode discounted cash flow, dengan harga jual DME sebesar $800 per ton, diperoleh nilai Internal Rate Return (IRR) sebesar 14,02%. Besarnya nilai IRR tersebut mengindikasikan bahwa pabrik layak untuk didirikan dengan suku bunga pinjamna sebesar 7,95% dan waktu pengembalian modal (pay out period) selama 5,5 tahun. Modal untuk pendirian pabrik menggunakan rasio 40% modal sendiri dan 60% modal pinjaman. Modal total yang dibutuhkan untuk mendirikan pabrik adalah sebesar Rp 1.878.617.834.380 dan Break Event Point (BEP) pabrik berada pada angka 38%.
========================================================================================================================
The kerosene to LPG conversion program that has been implemented since 2007 has had a major impact on LPG consumption in Indonesia. The need for LPG in 2007 amounted to 0.33 million tons, increasing significantly until 2017. The increased demand for LPG due to the kerosene conversion program in Indonesia prompted countries to import to meet the need for LPG in Indonesia. The existence of LPG imports carried out by the government will certainly result in an even greater burden on the government's budget. Based on these problems, it is necessary to develop alternative fuels that can replace the role of LPG as fuel. The establishment of the DME industry in Indonesia answered the problem of LPG needs. The abundant availability of raw materials in the form of natural gas makes the DME industry in Indonesia promising prospects.
In believing the DME plant will be established and ready to operate in 2027 with the purchase of equipment in 2023 and a construction period of 2 years (2025-2027). The plant location is planned in East Kalimantan Province, precisely in the Kariangau Industrial Area, Balikpapan, East Kalimantan.
The main raw material in the DME manufacturing process is natural gas with supporting raw materials in the manufacture of DME in the form of O2, and recycle CO2, which are byproducts of each process. The addition of CO2 is intended to obtain a ratio of H2/CO = 1 which is the optimal ratio in the direct processing of DME.
The planned DME production capacity is 941,142 tons of DME/year. This plan is based on the projected amount of LPG production, consumption, export, and import in 2023. To meet annual capacity, the plant will operate continuously 24 hours per day for 330 days. To produce 941,142 tons of DME/year of DME, 122.5 MMSCFD of natural gas or 121,888 kg of natural gas/hour is required.
The synthesis process of DME using direct process and can be broken down into 3 stages of the process, namely the reforming stage, the DME synthesis stage, and the DME purification stage. In the reforming process, natural gas is converted into syn gas using an autothermal reformer. The purpose of using an auto thermal reformer is to increase the heat efficiency that occurs in the reforming process because exothermic and endothermic reactions occur simultaneously in the process. Furthermore, the syn gas with a temperature of 1244 oC is cooled to separate the water content and the heat that is owned by the syngas is used to create steam with a pressure of 23 bar. The syngas that has been separated for its CO2 content enters the DME synthesis stage, where the syngas is flowed into the DME reactor with an operating temperature of 260 oC and at a pressure of 50 bar with the help of a Cu-Al2O3-ZnO/HZSM-5 bifunctional catalyst. In the DME synthesis stage, DME products are produced with a conversion percentage of up to 90%. The main product in the form of DME is separated from the byproducts in the form of CO2, unreacted syngas, water, and methanol. In the purification process, there are three distillation processes, namely DME-H2O, DME-methanol, and methanol-water distillation. Meanwhile, to separate syngas, only an ordinary separator is needed and to separate CO2, a distillation column is needed. DME purity reaches 99.8% liquid volume and is on specification with ESDM regulations. DME is stored in a spherical tank at room temperature and a pressure of 48 bar.
In economic analysis calculations using the discounted cash flow method, with a DME selling price of $800 per ton, an Internal Rate of Return (IRR) value of 14.02% is obtained. The IRR value indicates that the factory is feasible to build with a loan interest rate of 7.95% and a pay-out period of 5.5 years. Capital for factory establishment uses a ratio of 40% own capital and 60% loan capital. The total capital needed to set up a factory is IDR 1,878,617,834,380 and the factory Break Event Point (BEP) is at 38%.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	DME,Gas Alam,Direct Process,LPG
Subjects:	T Technology > T Technology (General) > T55 Industrial Safety T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation T Technology > TP Chemical technology > TP155.5 Chemical plants--Design and construction T Technology > TS Manufactures > TS176 Manufacturing engineering. Process engineering (Including manufacturing planning, production planning)
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Karina Hidayah
Date Deposited:	30 Jul 2023 00:42
Last Modified:	30 Jul 2023 00:42
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/99872

Actions (login required)

View Item