Dampak Perubahan Komposisi Gas Alam dan Penggantian Katalis di Methanol Synthesis Unit PT KMI Terhadap Emisi Gas Rumah Kaca

Eka Wijayanto, Dr.-Ing. Ir. Teguh Ariyanto, ST, MEng., IPM. ; Ir. Ahmad Tawfiequrrahman Yuliansyah, S.T., M.T., D.Eng., IPM.

2026 | Tesis | MAGISTER TEKNIK PENGENDALIAN PENCEMARAN INDUSTRIAL

Produksi metanol berbahan baku gas alam merupakan proses yang berpotensi menghasilkan emisi gas rumah kaca (GRK), terutama melalui pembakaran purge gas pada sistem flare. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi pengaruh komposisi gas alam dan penggantian katalis pada Unit Sintesis Metanol PT Kaltim Methanol Industri (PT KMI) terhadap kinerja proses serta dampak lingkungan. Analisis dilakukan menggunakan data operasional periode 2022-2024 yang meliputi aktivitas katalis, kualitas gas sintesis (syngas), stoichiometric number (SN), pembentukan purge gas, dan emisi karbon dioksida ekuivalen (CO2-eq). Dampak lingkungan dievaluasi menggunakan metode Life Cycle Assessment (LCA) dengan pendekatan gate-to-gate pada perangkat lunak OpenLCA. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggantian katalis meningkatkan kinerja reaktor secara signifikan, yang ditunjukkan oleh kenaikan konversi CO2 dari sekitar 27-33% menjadi lebih dari 40% serta konversi CO dari 70-76% menjadi lebih dari 85%. Perbaikan aktivitas katalis juga menurunkan rasio purge gas ke flare dan mengurangi emisi GRK. Selain itu, gas alam dengan kandungan metana yang lebih tinggi meningkatkan nilai SN dan pembentukan purge gas, sehingga menghasilkan emisi yang lebih besar. Emisi rata-rata menurun dari 1389,81-ton CO2-eq/bulan pada kondisi katalis tua menjadi 211,61-ton CO2-eq/bulan setelah penggantian katalis. Hasil LCA menunjukkan bahwa skenario New Catalyst-Rich Gas memberikan kinerja lingkungan terbaik dengan penurunan dampak perubahan iklim dari 45,70 menjadi 7,95 kg CO2-eq per ton metanol. Penelitian ini menunjukkan bahwa penggantian katalis dan optimasi komposisi gas alam merupakan strategi efektif untuk meningkatkan efisiensi sintesis metanol sekaligus menurunkan emisi GRK.

Methanol production from natural gas generates greenhouse gas (GHG) emissions, particularly from purge gas combustion in flare systems. This study evaluates the effects of natural gas composition and catalyst replacement in the Methanol Synthesis Unit of PT Kaltim Methanol Industri (PT KMI) on process performance and environmental impacts. Operational data from 2022 to 2024 were analyzed to assess catalyst activity, syngas quality, stoichiometric number (SN), purge gas generation, and CO2-equivalent (CO2-eq) emissions. Environmental performance was evaluated using a gate-to-gate Life Cycle Assessment (LCA) approach in OpenLCA. The results show that catalyst replacement significantly improved reactor performance, increasing CO2 conversion from approximately 27-33% to above 40% and CO conversion from 70-76% to more than 85%. It also substantially reduced the purge gas-to-flare ratio and associated emissions. Natural gas composition influenced syngas quality, where lean gas with higher methane content increased SN and purge gas generation, resulting in higher emissions. Average emissions decreased from 1389.81-ton CO2-eq/month under aged catalyst conditions to 211.61-ton CO2-eq/month after catalyst replacement. LCA results indicate that the New Catalyst-Rich Gas scenario achieved the best environmental performance, reducing climate change impacts from 45.70 to 7.95 kg CO2-eq per ton of methanol compared with the Old Catalyst-Lean Gas scenario. These findings demonstrate that catalyst renewal and optimization of natural gas composition can improve methanol synthesis efficiency while significantly reducing GHG emissions.

Kata Kunci : Methanol synthesis, catalyst replacement, natural gas composition, greenhouse gas emissions, carbon dioxide equivalent (CO?-eq), purge gas, life cycle assessment.