Prarancangan Pabrik BTX dari Batubara Kualitas Rendah dengan Kapasitas 1.500.000 Ton/Tahun

ARINI NUR UTAMI, Rochim Bakti Cahyono, S.T., M.Sc., Ph.D

2019 | Skripsi | S1 TEKNIK KIMIA

Senyawa aromatis BTX merupakan material yang sangat penting digunakan di industri petrokimia. Kajian mengenai Prarancangan Pabrik BTX dari Batubara Kualitas Rendah menarik untuk dilakukan. Pabrik aromatic (Benzen, Toluen dan Xylen) ini dirancang dengan kapasitas 1.500.000 ton/tahun dan beroperasi secara kontinyu selama 330 hari/tahun dan 24 jam/hari. Bahan baku yang digunakan berupa batubara jenis sub-bituminous sebesar 323.413,20 ton/tahun dengan gas hidrogen sebanyak 161.706,60 ton/tahun. Proses produksi senyawa aromatis BTX dilakukan melalui tahap likuifaksi batubara, produksi aromatis, dan purifikasi. Proses likuifaksi batubara menghasilkan produk berupa nafta dengan menggunakan Moving Bed tipe Ebulated Bed Reactor yang beroperasi pada tekanan 160 atm dan suhu 370-390 oC dengan bantuan solven phenanthrene sebanyak 66.131,99 ton/tahun. Proses produksi catalytic reforming mengubah nafta menjadi senyawa aromatis dengan katalis Pt/Sn sebanyak 122.760 ton/tahun pada fixed bed reactor. Kondisi operasi fixed bed reactor ialah 5 atm dan 525oC. Pemurnian produk aromatis dilakukan dengan distilasi bertingkat (sequences) yang kemudian masing-masing produk utama dan samping disimpan dalam kondisi fase cair. Produk utama berupa 170.332,95 ton/tahun Benzena, 324.101,07 ton/tahun Toluena, dan 397.518,73 ton/tahun mixed Xylene. Produk samping berupa 132.479,02 ton/tahun Ethylbenzene dan 523.594,16 ton/tahun Cumene. Pabrik ini direncanakan akan didirikan di Bontang, Kalimantan Timur dengan luas tanah 100 Ha dan mempekerjakan 278 orang karyawan. Kebutuhan energi untuk menjalankan pabrik ini meliputi kebutuhan listrik sebanyak 73.866,23 kWh/tahun. Sedangkan kebutuhan air untuk utilitas adalah sebanyak 6.722.383,34 kg/jam dengan make up sebesar 403.343,00 kg/jam dan udara instrumen 280 m3/jam. Untuk menjalankan produksi, dibutuhkan modal tetap US$ 258.049.885,56 + Rp 3.330.402.126.723,33dan modal kerja sebesar US$ 213.580.571,06 + Rp 73.106.242.363,96. Berdasarkan evaluasi ekonomi yang dilakukan, pabrik aromatis ini tergolong high risk dengan nilai ROI sebelum pajak 38,57% dan setelah pajak 19,29%, POT sebelum pajak 2,06 tahun dan setelah pajak 3,41 tahun, BEP 49,92%, SDP 24,31%, dan DCFRR 24,78%. Berdasarkan nilai-nilai diatas, dapat disimpulkan bahwa pabrik ini menarik secara ekonomi dan layak untuk dikaji lebih lanjut.

Aromatics (Benzene, Toluene, and Xylene) are very important materials used in petrochemical industry. The study on BTX plant design from low quality coal is interesting to do. These aromatics plant (Benzene, Toluene and Xylene) are designed with a capacity of 1,500,000 tons/year and operate continuously for 330 days/year and 24 hours/day. The raw material used are 323,413.20 tons/year of sub-bituminous coal and 161,706.60 tons/year hydrogen gas. The production process of BTX compounds is carried out through coal liquefaction, aromatic production and purification. The process of coal liquefaction produces a product in the form of naphtha using Moving Bed Ebulated Bed Reactor type which operates at a pressure of 160 atm and a temperature of 370-390 oC by adding 66,131.99 tons/year of phenanthrene solvents. The catalytic reforming production process converts naphtha to aromatic compounds by using 122,760 tons/year Pt/Sn catalyst in 4 fixed bed reactors. The operating conditions of fixed bed reactors are 5 atm and 525oC. Aromatics purification is carried out by multistage distillation (sequences) which are then stored in the liquid phase. The main products are 170,332.95 tons/year of Benzene, 324,101.07 ton /year of Toluene, and 397,518.73 tons/year of mixed Xylene. The by-products are 132,479.02 tons/year of Ethylbenzene and 523,594.16 tons/year of Cumene. The plant will be established in Bontang, East Kalimantan with a land area of 100 hectares and employs 278 employees. The energy needs to run this plant require electricity of 73,886.23 kWh/year. While the water requirements for utilities are 6,722,383.34 kg/hour with make up of 403,343.00 kg/hour and instrument air 280 m3/hour. The required fixed capital is US $ 258,049,885.56 + Rp. 3,330,402,126,723.33 and working capital of US $ 213,580,571.06 + Rp. 73,106,242,363.96. Based on the economic evaluation conducted, the aromatic plant is classified as high risk with a before-tax ROI value of 38.57% and after-tax ROI 19.29%, POT before tax 2.06 years and after tax 3.41 years, BEP 49.92%, SDP 24.31%, and DCFRR 24.78%. Based on the above values, it can be concluded that this plant is economically feasible and deserves further study.

Kata Kunci : aromatis, batubara, likuifaksi, reforming