Pra-Desain Pabrik Ethylene dari Gas Alam (TA sama dengan Nadhila Fajriani Putri_02211640000017)

Putri, Nadhila Fajriani and Dwinanda, Muhammad Raihan Gerry (2020) Pra-Desain Pabrik Ethylene dari Gas Alam (TA sama dengan Nadhila Fajriani Putri_02211640000017). Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[thumbnail of 02211640000017_02211640000072-Undergraduate_Thesis.pdf] Text
02211640000017_02211640000072-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only

Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Ethylene adalah senyawa organik dengan rumus kimia C2H4. Merupakan alkena paling sederhana yang mengandung karbon ikatan rangkap, sehingga diklasifikasikan sebagai hidrokarbon tak jenuh. Ethylene atau olefin (gas yang berbentuk minyak) secara luas digunakan dalam dunia industri seperti sebagai bahan baku pembuatan poliethylene, ethylene dichloride, vynil dichloride dan lainnya.
Ethylene dapat diproduksi dari metana (CH4) yang merupakan komponen utama Penulis gas alam. Untuk memanfaatkan potensi sumber daya alam yang melimpah di Indonesia, saat ini pemerintah mendukung penuh berbagai pengembangan industri, salah satunya industri kimia dasar berbasis minyak dan gas (migas). Pengembangan industri kimia dasar berbasis migas ini akan meningkatkan nilai jual migas secara keseluruhan. Karena selama ini migas di Indonesia hanya digunakan untuk pembangkit tenaga listrik (end user) dan ekspor dengan nilai jual yang kecil.
Di Indonesia, ethylene umumnya diproduksi menggunakan thermal cracking dari bahan baku berupa nafta. Sementara di Indonesia sendiri, produksi nafta tidak sesuai dengan spesifikasi bahan baku yang dibutuhkan untuk membuat ethylene sehingga perlu dicampur dengan arabian light naphtha yang tentunya akan meningkatkan cost production. Hal ini memotivasi kami untuk mendesain pabrik yang lebih murah dan lebih sederhana dengan mengolah komponen utama gas alam, metana, sebagai bahan baku alternatif yang melimpah di Indonesia untuk memproduksi ethylene menggunakan Oxidative Coupling of Methane (OCM) oleh Siluria Technology. Selanjutnya, proses ini dimodifikasi dengan reaktor membran sel Bahan Bakar Oksida Padat Oksida (SOFC) dan katalis gel Mn-Ce-Na2-WO4 / SiO2 yang mengubah 60,7% metana dengan rasio etilen menjadi etana 5,8.
Untuk mencapai produksi ethylene sebesar 700 KTPA, pabrik ini direncanakan berlokasi di Lampung, mendekati pusat sumber daya alamnya untuk menutupi 3451,62 KTPA gas alam yang dibutuhkan oleh pabrik dengan komposisi CH4 82,84%. Proses pertama adalah menghilangkan CO2, CO dan H2S dalam penghapusan gas asam dengan MDEA. Kemudian, metana, produk dari menara fraksinasi, direaksikan dengan oksigen di udara di dalam reaktor pada 800o C. Sebelum masuk reaktor, aliran metana dipanaskan di furnace dengan bahan bakar berupa C3+ dari produk bawah LPG. CO2 dan H2O dalam gas keluaran reaktor direcycle bersama feed gas alam untuk diserap kembali oleh adsorben berkadar 70% MDEA. Kemudian aliran dilewatkan molecular sieve untuk menghinlangkan kandungan N2 dan sisa air. Pada akhir proses, gas kering didinginkan di chilling train dan disuling untuk memisahkan metana, ethylene, dan etana yang tidak bereaksi. Ethylene akan menjadi produk utama tanaman ini etana direcycle ke dalam reaktor thermal cracking.
Pabrik direncanakan beroperasi secara kontinyu 24 jam selama 330 hari per tahun operasi dengan perencanaan sebagai berikut:
a. Kapasitas Produksi : 490 KTPA (Kilo Ton / Tahun)
b. Jumlah tenaga kerja : 171 orang
c. Kebutuhan Bahan baku : 2704.7639 KTPA (Kilo Ton / Tahun)
d. Produk Utama : 61,75 ton/jam ethylene dengan kadar 99,94% massa
Pabrik ethylene ini direncanakan mulai dibangun pada tahun 2020 di Palembang, Sumatra Selatan, Indonesia, dan direncanakan selesai pada tahun 2023. Daerah Palembang dipilih karena lokasi yang dekat dengan ketersediaan bahan baku. Sumber dana investasi berasal dari modal sendiri sebesar 60 % biaya investasi dan pinjaman jangka pendek sebesar 40 % biaya investasi dengan bunga sebesar 12 % per tahun. Dari analisa perhitungan ekonomi didapat hasil sebagai berikut:
a. Investasi : Rp 2,421,717,555,598.41
b. Internal Rate of Return : 25,5%
c. POT : 3.60319 Tahun
a. BEP : 25,93%
Dari ketiga parameter sensitifas yaitu fluktuasi biaya investasi, harga bahan baku, dan harga jual dari produk, terlihat bahwa ketiganya tidak memberikan pengaruh yang cukup signifikan terhadap kenaikan atau penurunan nilai IRR pabrik. Sehingga pabrik ethylene ini layak untuk didirikan.
=========================================================
Ethylene (C2H4) is an organic compound. It is the most simple form of alkenes which consist of double carbon bonds, which makes it a saturated hydrocarbon. Ethylene or olefin (gas in the form of oil) is largely utilized in many industries as a feedstock to produce polyethylene, ethylene dichloride, vynil dichloride, and many more.
Ethylene can be produced from methane (CH4) which is the main component in natural gas. As of now, in an effort to take advantage of the abundant of natural resources in Indonesia, the government is in full support of any endeavors to develop the chemical industries, in particular those that are based in oil and gas. Development in oil and gas-based chemical industries will improve the economic value of oil and gas in general, due to the fact that oil and gas in Indonesia has only been so far used as means to generate energy (end user) or exported at a low value.
In Indonesia, ethylene is most often produced using thermal cracking using naphta as the feedstock. Meanwhile, naphta production in Indonesia is not in line with specification of the feedstock needed to produce ethylene, so that many industries opt to mix it with Arabian light naphta, which in turn will increase production cost. This motivates the writers to design a plant that is cheaper and simpler using natural gas (methane) as the alternative main feedstock which is widely available to produce ethylene using Oxidative Coupling of Methane (OCM) by Siluria Technology. Moreover, this process is modified with membrane cell reactor Solid oxide fuel cell methane (SOFC) and gel catalyst Mn-Ce-Na2-WO4 / SiO2 which converts 60.7% methane with a ratio of 5.8 to ethylene.
To reach a production of 700 KTPA, this plant is set to be built in Palembang, close the source of natural gas resources, to cover the 3451.62 KTPA of natural gas needed with a composition of 82,84% CH4. The first process is to remove CO2, CO, and H2S with acid gas removal process using MDEA. Next, methane, product of fractionation, is reacted with a stream of methane, heated in a furnace with leftover C3+ from the bottom product of LPG. CO2 and H2O in gas from the reactor are recycled along with the feed gas to be adsorbed with a 70% MDEA content. The stream is passed through molecular sieve to remove N2 and leftover water. At the end of the process, dry gas is cooled in the chilling train and distilled to separate the unreacted methane, ethylene, and ethane. Ethylene is the main product in the plant and ethane will be recycled into the thermal cracking reactor.
The plant is to be operated continuously for 24 hours, 330 days per year, with planning as follows:
a. Production capacity : 490 KTPA (kilo tonnes/year)
b. Number of workers : 171 persons
c. Feedstock amount : 2704.7639 KTPA (kilo tonnes/year)
d. Main product : 61.75 tonnes/hr ethylene, 99.94% purity in mass
The ethylene plant is set to finish by 2023 in Palembang, South Sumatra, Indonesia. Palembang is chosen for its proximity to the source of natural gas. The source of investment costs come from personal investment, 60% of the overall investment cost and short-term loan of 40% of the overall investment cost with 12% interest per year. Economic analysis derives results as follows:
a. Investasi : Rp 2,421,717,555,598.41
b. Internal Rate of Return : 25,5%
c. POT : 3.60319 years
b. BEP : 25,93%
From the three sensitivity parameters, which are investment cost fluctuation, feedstock cost, product price, it can be seen that the three do not give a significant impact on the increase or decrease of the plant’s IRR. Therefore, this plant is approved to be built.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: Ethylene, Gas Alam, Oxidative Coupling of Methane
Subjects: T Technology > TP Chemical technology
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: Muhammad Raihan Gerry Dwinanda
Date Deposited: 21 Aug 2020 04:28
Last Modified: 21 Aug 2020 04:28
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/79328

Actions (login required)

View Item View Item