Prarancangan Pabrik Formaldehid dari Gas Alam dan Udara dengan Proses Formox Kapasitas 40.000 Ton/tahun

DAVID ERLANGGA C, Prof. Ir. Suryo Purwono, MA.Sc., Ph.D., IPU., ASEAN Eng.

2023 | Skripsi | S1 TEKNIK KIMIA

Pabrik formaldehid dari gas alam dan udara ini dirancang dengan kapasitas sebesar 40.000 ton/tahun dan beroperasi secara kontinyu selama 330 hari/tahun dan 24 jam/hari. Untuk memperoleh produk yang sesuai kapasitas, dibutuhkan 1297,03 kg/jam CH4, 6753,09 kg/jam H2O dan 5402,8 kg/jam udara. Pabrik formaldehid ini terdiri dari 2 proses, yaitu proses gas alam menjadi metanol dan proses metanol menjadi formaldehid. Pada proses pembuatan metanol, gas alam dan steam (air) direaksikan dalam steam reformer berbentuk multitube fixed bed reactor pada suhu 900 C dan tekanan 20 atm dengan bantuan katalis Ni/Al2O3 membentuk syngas. Syngas kemudian didinginkan, dikompresi, dan direaksikan pada reaktor metanol berbentuk fixed bed reactor pada suhu 240 C dan tekanan 80 atm dengan bantuan katalis Topsoe. Metanol yang terbentuk dipisahkan dari non-condensable gas menggunakan separator drum serta dimurnikan dengan menara distilasi sehingga diperoleh metanol kemurnian 98%. Non-condensable gas (sisa reaktan) kemudian dikompresi dan direcycle ke reaktor metanol. Metanol yang diperoleh selanjutnya dioksidasi menjadi formaldehid dengan mereaksikan uap metanol dan udara dalam reaktor formaldehid berbentuk multitube fixed bed reactor dengan katalis Fe-Mo pada suhu 230 C dan tekanan 1,5 atm. Formaldehid kemudian dijerap pada absorber menggunakan air sehingga diperoleh produk berupa formaldehid kemurnian 37%. Pabrik ini direncanakan didirikan di Bontang, Kalimantan Timur dengan luas tanah sebesar 300.000 m2 dan memperkerjakan 219 karyawan. Adapun kebutuhan air pabrik ini sebesar 99497,04 kg/jam, kebutuhan gas alam (bahan bakar) sebesar 1639,79 kg/jam, dan kebutuhan udara instrumen sebesar 200 m3/jam. Pendirian pabrik formaldehid memiliki fixed capital cost sebesar $ 37.728.430,52 + Rp 6.780.813.542 dan total production cost $ 21.045.749,9 + Rp 74.703.426.399 Berdasarkan analisa kelayakan, pabrik formaldehid dari gas alam ini tergolong low risk dengan nilai parameter kelayakan ROI (Return on Investment) sebesar 24,92%, POT (Pay Out Time) sebesar 2,9 tahun, BEP (Break Even Point) sebesar 52,38%, SDP (Shut Down Point) sebesar 23,18% dan DCFRR sebesar 39,22%. Berdasarkan nilai-nilai diatas, dapat disimpulkan bahwa pabrik ini menarik secara ekonomi dan layak untuk dikaji lebih lanjut

This formaldehyde plant from natural gas and air is designed with a capacity of 40,000 tons/year and operates continuously for 330 days/year and 24 hours/day. To obtain a product that fits the designed capacity, it required 1297.03 kg/hour of CH4, 6753.09 kg/hour of H2O, and 5402.8 kg/hour of air. The formaldehyde plant consists of 2 processes: the process of natural gas into metanol and the process of metanol into formaldehyde. In the process of making metanol, natural gas and steam (water) are reacted in a steam reformer in the form of a multitube fixed bed reactor at a temperature of 900 C and a pressure of 20 atm with the help of a Ni/Al2O3 catalyst to form syngas. The syngas is then cooled, compressed, and reacted in a metanol reactor in the form of a fixed bed reactor at 240 C and 80 atm with the help of a Topsoe catalyst. The metanol formed is separated from non-condensable gas using a drum separator and purified with a distillation tower to obtain 98% purity metanol. The non-condensable gas (remaining reactants) is then compressed and recycled to the metanol reactor. The metanol obtained is then oxidized to formaldehyde by reacting metanol vapor and air in a formaldehyde reactor in the form of a multitube fixed bed reactor with a Fe-Mo catalyst at a temperature of 230 C and a pressure of 1.5 atm. The formaldehyde is then absorbed on the absorber using water to obtain a product of 37% pure formaldehyde. This factory is planned to be built in Bontang, East Kalimantan on 300,000 m2 land area and requires 219 employees. The water requirement for this factory is 99497.04 kg/hour, the natural gas (fuel) requirement is 1639.79 kg/hour, and the instrument air requirement is 200 m3/hour. This formaldehyde plant has a fixed capital cost of $ 37.728.430,52 + Rp 6,780,813,542 and a total production cost of $ 21,045,749.9 + Rp 74,703,426,399. Based on the feasibility analysis, the formaldehyde plant from natural gas is classified as low risk with parameter values eligibility ROI (Return on Investment) of 24,92%, POT (Pay Out Time) of 2.9 years, BEP (Break Even Point) of 52.38%, SDP (Shut Down Point) of 23.18% and DCFRR by 39.22%. Based on the values above, it can be concluded that this factory is economically attractive and worthy of further study.

Kata Kunci : Gas Alam, Udara, Formaldehid, Formox