Pra Desain Pabrik Metanol dari Gas Alam Natuna

Fajriah, Febriani Tri and Laturiuw, Auldrien Petra (2022) Pra Desain Pabrik Metanol dari Gas Alam Natuna. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02211740000013_02211840007003-Undergraduate_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (3MB)

Abstract

Pra Desain Pabrik Metanol dari Gas Alam Natuna ini direncanakan mulai beroperasi tahun 2026 dengan kapasitas produksi sebesar 500.000 ton/tahun. Lokasi pendirian pabrik ini direncanakan di Kabupaten Natuna Selatan, Kepulauan Natuna. Kabupaten Natuna dipilih menjadi lokasi pendirian pabrik karena ketersediaan bahan baku yang melimpah serta mengandung kadar CO₂ yang tinggi, sebagaimana dapat digunakan untuk proses sintesis metanol dalam produksi metanol. Dalam pemenuhan kapasitas tahunan, pabrik akan beroperasi secara kontinu selama 24 jam per hari dan 330 hari per tahun. Dengan bahan baku gas alam Natuna sebesar 3.482,31 kg/jam, dapat dihasilkan produk metanol sebesar 67.728,52 kg/jam. Proses produksi metanol dari gas alam Natuna dapat diuraikan menjadi 4 tahapan proses.
Proses pertama adalah separasi CO₂. Gas alam Natuna yang mengandung 54,67% mol CO₂ dipisahkan dengan proses separasi membran dan absorpsi kimia. Proses separasi membran beroperasi dalam dua tahap menggunakan jenis membran matrimide hollow fiber sebagai filter untuk menyerap CO₂. Setelah melewati proses separasi membran, kandungan CO₂ pada gas alam Natuna berkurang menjadi 13,03% mol. Dengan kandungan CO₂ yang masih tersisa, recovery CO₂ dilanjutkan pada proses absorpsi kimia menggunakan pelarut larutan amina yang terdiri dari MDEA dan piperazine. Proses absorpsi kimia mampu mengurangi kandungan CO₂ hingga tersisa 0,01 kg. Gas CO₂ yang terserap larutan amina dipisahkan pada amine regenerator. Tahap kedua yaitu proses produksi syngas (H₂). Produksi syngas menggunakan dua jenis proses, yaitu proses reforming (pre-reforming dan autothermal reforming) dan proses elektrolisis air. Pada proses pre-reforming terjadi reaksi steam methane reforming dan water-gas shift yang mengonversi sempurna gas hidrokarbon dari sweet gas yang lebih berat dari C1 menjadi CO dan H₂. Selanjutnya, pada proses autothermal reforming terdapat tambahan reaksi partial oxidation antara CH₄ dan O₂ yang menghasilkan H₂ dan CO₂. Agar syngas yang didapatkan optimal, dilakukan produksi syngas dengan elektrolisis air yang melibatkan elektrolit KOH sebagai medium untuk proses elektrolisis air. Tahap ketiga adalah proses sintesis metanol. Sintesis metanol dioperasikan pada reaktor mixed-bed multitubular reactor dengan kondisi operasi pada tekanan 80 bar dan suhu 250°C. Bagian shell dari reaktor dialiri boiler feed water untuk menjaga suhu reaktor agar beroperasi dalam keadaan optimal. Proses keempat adalah purifikasi metanol dengan cara distilasi yang dilakukan dua kali. Proses distilasi pertama berguna untuk memisahkan crude methanol dengan impurities yang tersisa (gas hidrokarbon). Distilasi kedua digunakan untuk memurnikan metanol dengan memisahkan metanol dengan air.
Pra Desain Pabrik Metanol dari Gas Alam Natuna ini dirancang sebagai perusahaan yang berbadan hukum Perseroan Terbatas (PT) dengan sistem organisasi garis dan staf. Untuk dapat mendirikan pabrik dengan kapasitas produksi sebesar 500.000 ton/tahun, maka diperlukan total modal investasi sebesar Rp1.271.882.612.901 dan total biaya produksi sebesar Rp1.390.375.800.407 dengan estimasi hasil penjualan sebesar Rp2.776.690.930.698 per tahun. Estimasi umur pabrik ini adalah 20 tahun dengan Internal Rate of Return (IRR) sebesar 33,68%, Pay Out Time (POT) 9 tahun 1 bulan, dan Break Even Point (BEP) sebesar 33,52%.
=================================================================================================================================
Pre-Design of the Methanol Plant from Natuna Gas is planned to start operating in 2026 with a production capacity of 500,000 tons/year. The location for the establishment of this plant is planned in South Natuna Regency, Natuna Islands. South Natuna Regency was chosen as the location for the establishment of the plant because it produces abundant natural gas with a high CO₂ concentration. CO₂ can be used as a feedstock in the methanol synthesis process. In fulfilling its annual capacity, the plant will operate continuously for 24 hours per day for 330 days. With raw materials (Natuna gas) of 3,482.31 kg/hour, methanol products of 67,728.52 kg/hour can be produced. The production process of methanol from Natuna gas is divided into 4 stages.
The first process is CO₂ separation. 53.67% mol CO₂ is separated through membrane separation and chemical absorption. Membrane separation operates in two stages and uses a Matrimid hollow fiber membrane as a filter. This process can reduce the CO₂ concentration to 13.03% mol. The remaining CO₂ content is then processed in the chemical absorption process. Chemical absorption uses an absorber column with an amine solution containing MDEA and piperazine as solvents. The result is sweet gas with the CO₂ content reduced to 0.01 kg. To regenerate the solvent and release the CO₂ content, the amine solution is processed in an amine regenerator. The second stage is syngas production. This process uses two types of processes: reforming (pre-reforming and autothermal reforming) and water electrolysis. Pre-reforming completely converts hydrocarbon gases heavier than C1 into CO and H₂ through steam methane reforming and water-gas shift reactions. After that, the product stream is processed in autothermal reforming, which contains the same sequence of reactions as the pre-reforming process, with the addition of a partial oxidation reaction involving O₂ and CH₄ as reactants. To achieve an optimum amount of syngas, water electrolysis is used as a syngas enhancement process using KOH as the electrolyte medium. The third stage is the methanol synthesis process. Methanol synthesis is operated in a multitubular mixed-bed reactor with operating conditions at a pressure of 80 bar and a temperature of 250°C. The shell of the reactor is fed with boiler feed water to maintain the reactor operating temperature under optimal conditions. The fourth process is the purification of methanol by distillation, which is carried out in two stages. The first distillation process is used to separate crude methanol from the remaining impurities (hydrocarbon gas). The second distillation process is used to purify methanol by separating methanol from water.
The Pre-Design of the Methanol Plant from Natuna Gas is designed as a company incorporated as a Perseroan Terbatas (PT) with a line and staff organizational system. To build a plant with a production capacity of 500,000 tons/year, a total investment capital of IDR 1,271,882,612,901 is required, along with a total production cost of IDR 1,390,375,800,407 and estimated annual sales of IDR 2,776,690,930,698. The estimated plant lifetime is 20 years, with an Internal Rate of Return (IRR) of 11.77%, a Pay Out Time (POT) of 13 years and 5 months, and a Break Even Point (BEP) of 23.15%.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	661.82 Faj p-1
Uncontrolled Keywords:	Metanol, gas alam natuna, sintesis metanol , Methanol, natuna gas, methanol synthesis
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:	magang .
Date Deposited:	30 Sep 2026 06:38
Last Modified:	30 Sep 2026 06:38
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/145085

Actions (login required)

View Item