TKS 4057 TUGAS PERANCANGAN PABRIK Semester II Tahun 2016/2017 Pabrik Benzen, Toluen, dan Xilene (BTX) dari Nafta
LAPORAN I PENDAHULUAN DAN SELEKSI PROSES Pembimbing Zulfansyah, ST. MT. Koordinator Prof. Edy Saputra, ST. MT. Ph.D.
Kelompok II Jhon Alperdo Siagian M.Frendy Ardiansyah Liona Margarita Siahaan Gustina Nani Agustina
1207136350 1307114590 1307122836 1307113577 1307113335
PROGRAM SARJANA TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU Maret 2017
LEMBAR PENGESAHAN TKS 4057 TUGAS PERANCANGAN PABRIK Semester II Tahun 2016/2017 LAPORAN I PENDAHULUAN DAN SELEKSI PROSES
PABRIK BENZEN, TOLUEN, XILENE (BTX) DARI NAFTA Kelompok II Jhon Alperdo Siagian M.Frendy Ardiansyah Liona Margarita Siahaan Gustina Nani Agustina
Catatan
Pekanbaru, Maret 2017 Disetujui Pembimbing,
Zulfansyah, ST. MT. NIP. 196922021997031001
1207136350 1307114590 1307122836 1307113577 1307113335
LEMBAR PENGESAHAN TKS 4057 TUGAS PERANCANGAN PABRIK Semester II Tahun 2016/2017 LAPORAN I PENDAHULUAN DAN SELEKSI PROSES
PABRIK BENZEN, TOLUEN, XILENE (BTX) DARI NAFTA Kelompok II Jhon Alperdo Siagian M.Frendy Ardiansyah Liona Margarita Siahaan Gustina Nani Agustina
Catatan
Pekanbaru, Maret 2017 Disetujui Pembimbing,
Zulfansyah, ST. MT. NIP. 196922021997031001
1207136350 1307114590 1307122836 1307113577 1307113335
ABSTRAK BTX adalah suatu campuran fraksi aromatis yang biasa digunakan dalam industri petrokimia yaitu fraksi benzen, toluene dan xilen. BTX juga digunakan sebagai bahan baku dalam industri polimer dan sintesis petrokimia lainnya. Tujuan dari perancangan pabrik ini Pemakai bahan utama nafta dalam industri petrkimia petrk imia adalah untuk produksi benzene, toluene, dan xilen. Bahan baku pada produksi BTX adalah nafta dikarenakan produksi nafta dinilai mengalami peningkatan setiap tahunnya dan belum banyak pengolahannya. Metode yang dipilih adalah catalytic reforming dengan teknologi continous catalyst regeneration (CCR). CCR). Selain karena gross karena gross profit p rofit pemilihan pemilihan teknologi ini dikarenakan oleh beberapa hal yaitu produk yang dihasilkan berupa komposisi seimbangan antara benzen, toluen dan xilene dan adanya unit regenerator katalis. Teknologi ini mengalami beberapa tahapan yaitu pretreatment dengan hydrotreatment , tahapan reaksi dengan catalytic reforming unit dan tahapan pemisahan dengan separator. separat or. Reaksi-reaksi Reaksi-reaks i yang terjadi pada teknologi tek nologi ini adalah dehydrogenation, isomerization, hydrocracking, cyclization, hydrogenolysis, aromatization aromatization dan coke formation. Umpan nafta yang berasal dari produk crude destillation dialirkan destillation dialirkan pada unit hydrotreater pada dengan penambahan hidrogen. Proses ini berguna untuk meminimalisirkan meminimalisirkan impurities impurities yang ada pada umpan nafta. Impurities nafta. Impurities ini ini bermacam-macam seperti sulfur, nitrogen, halogen, oksigen, air, olefin, di-olefin, arsenik dan berbagai logam. Produk dari unit hydrotreater dialirkan kedalam catalytic reforming unit. unit . Temperatur operasi yang digunakan 0 450 C dengan tekanan 15 bar. Hasil dari catalytic reforming unit dipisahkan dengan menggunakan separator, hingga diperoleh Benzen, Toluen, Xilene (BTX). Pabrik akan didirikan di Kecamatan Medang Kampai, tepatnya di kawasan Industri Pelintung, Dumai, Provinsi Riau. Pemilihan lokasi ini berdasarkan beberapa pertimbangan, baik teknis maupun ekonomis. Pabrik ini direncanakan akan beroperasi dengan kapasitas produksi sebesar 935.000 ton/tahun. Kata Kunci: Aromatik , BTX, Catalytic Reforming, Nafta, Reforming, Nafta,
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami ucapkan kepada Allah SWT, berkat rahmat dan karunia Nya kami ka mi dapat menyelesaikan “Laporan 1 Perancangan Pabrik Benzen, Toluen, dan xilen (BTX) dari Nafta dengan kapasitas 1.100.000 ton/tahun ”. Adapun pembukuan laporan ini bertujuan bertujuan untuk memenuhi tugas perancangan perancangan pabrik. Pada proses pembuatan dan penyusunan laporan ini, kami mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan dalam menyelesaikan tugas perancangan pabrik ini, terutama kepada dosen pembimbing laporan 1 yang telah membimbing dalam penyelesaian tugas perancangan pabrik ini. Penulis telah berusaha semaksimal mungkin dalam menyusun laporan ini dengan baik, namun penulis menyadari sepenuhnya bahwa pembukuan laporan ini jauh dari dar i kesempurnaan. k esempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik krit ik dan saran yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan laporan ini.
Pekanbaru, Pebruari 2017
Tim Penulis
ii
DAFTAR ISI ABSTRAK ........................................................................................................i KATA PENGANTAR .......................................................................................ii DAFTAR ISI .....................................................................................................iii DAFTAR TABEL .............................................................................................v DAFTAR GAMBAR .........................................................................................vi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Peluang Pasar ........................................................................................1 1.2 Pentingnya Pendirian Pabrik..................................................................4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 BTX (Benzen, Tolue, Xilen).................................................................6 2.1.1 Benzen ........................................................................................6 2.1.2 Toluen .........................................................................................7 2.1.3 Xilen ...........................................................................................8 2.1.4 Nafta ...........................................................................................9 2.2 Teknologi Proses Pembuatan BTX dari Nafta .......................................9 BAB III DASAR PERANCANGAN 3.1 Spesifikasi Bahan Baku dan Produk .....................................................20 3.1.1 Spesifikasi Bahan baku ................................................................20 3.1.2 Spesifikasi Produk .......................................................................20 3.2 Sifat Fisika, Kimia dan Termodinamika Bahan Baku serta Produk ......22 3.3 MSDS Bahan Baku dan Produk.............................................................24 3.3.1 Material Safety Data Sheet Bahan Baku .......................................24 3.3.2 Material Safety Data Sheet Produk...............................................24 3.3.3 Material Safety Data Sheet katalis................................................25 3.4 Kapasitas Pabrik yang Direncanakan .....................................................25 3.5 Pemilihan Lokasi Pabrik ........................................................................26 3.5.1 Ketersediaan Bahan Baku ...........................................................27 3.5.2 Lokasi Perencanaan .....................................................................27 3.5.3 Iklim dan Cuaca...........................................................................28 3.5.4 Akses Jalan ..................................................................................28 3.5.5 Kondisi Masyarakat .....................................................................28 3.6 Aspek Perlindungan Lingkungan ...........................................................29 BAB IV SELEKSI PROSES 4.1 Gross Profit Margin .............................................................................32 4.2 Bahan Baku ..........................................................................................33 4.3 Tipikal Kondisi Proses ..........................................................................33 4.4 Konversi dan Selektifitas .......................................................................33 4.5 Sistem Utilitas .......................................................................................33 4.6 Produk Samping dan Limbah yang Dihasilkan ......................................34 4.7 Proses Pendukung Lainnya ....................................................................34 iii
4.8 Proses yang Terpilih .............................................................................34 4.9 Uraian Proses yang Terpilih ..................................................................34 BAB V KESIMPULAN .....................................................................................36 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN PERHITUNGAN
iv
DAFTAR TABEL Tabel 1.1
Permintaan dan Penawaran Industri Petrokimia Hulu ( dalam Ton) ........... 3
Tabel 3.1
Spesifikasi Bahan Baku ............................................................................22
Tabel 3.2
Spesifikasi Benzene ................................................................................. 22
Tabel 3.3
Spesifikasi Toluen ................................................................................... 23
Tabel 3.4
Spesifikasi Xilen ..................................................................................... 23
Tabel 3.5
Sifat Fisik, Kimia dan Termodinamika Bahan Baku ................................24
Tabel 3.6
Sifat Fisik, Kimia dan Termodinamika Produk ......................................... 25
Tabel 3.7
Data Kesetimbangan Uap- Cair Eksperimental untuk BTX ....................... 25
Tabel 3.8
Produsen dan Kapasitas Produksi BTX di Indonesia ................................. 27
Tabel 4.1
Kondisi Proses ..........................................................................................32
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Grafik Impor BTX di Indonesia ............................................................. 2 Gambar 1.2 Kegunaan BTX ...................................................................................... 4 Gambar 2.1 Struktur Molekul Benzen ....................................................................... 6 Gambar 2.2 Struktur Molekul Toluen ........................................................................ 7 Gambar 2.3 Struktur Molekul Xilen .......................................................................... 8 Gambar 2.4 Blok Diagram Pengolahan Nafta menjadi BTX pada Unit
Reformasi Katalik .................................................................................. 10 Gambar 2.5 Reaksi Dehidrogenasi .............................................................................11 Gambar 2.6 Reaksi Isomerisasi ..................................................................................11 Gambar 2.7 Reaksi Dehidrosiklasi .............................................................................12 Gambar 2.8 Reaksi Reforming ................................................................................... 13 Gambar 2.9 Reaksi Cracking ..................................................................................... 15 Gambar 2.10 Blok Diagram Proses Steam Cracking ................................................... 16 Gambar 2.11 Blok Diagram Proses Dearomatization ................................................... 17 Gambar 2.12 Blok Diagram Produksi BTX dari FCC Naphtha .................................... 18 Gambar 2.13 Blok Diagram Combination Process for Producting LPG and
Aromatic Rich Material from Naphtha ................................................... 19 Gambar 3.1 Lokasi Pendirian Pabrik ......................................................................... 27
vi
vii
1 Bab I Pendahuluan
1.1.
Peluang Pasar
Pembangunan industri kimia di Indonesia semakin pesat perkembangannya. Hal ini dibuktikan dengan didirikannya beberapa industri kimia di Indonesia. Salah satu industri kimia yang didirikan di Indonesia adalah benzene, toluene dan xilene (BTX). Menurut Kementrian Perindustrian Republik Indonesia, BTX merupakan produk hulu dalam industri. Produk-produk hilir seperti polystyrene, polycarbonate, alkydresin, benzal dehid dan asam benzoat merupakan hasil olahan dari senyawa BTX. Benzen, toluene, dan xilene (BTX) merupakan sen yawa hidrokarbon aromatik yang banyak digunakan pada industri petrokimia. BTX dimanfaatkan sebagai bahan baku pada pembuatan bahan kimia komersial dan polimer seperti fenol, trinitrotoluene (TNT), nilon, dan plastik (Matar and Hatch,1994). Benzen, toluen, dan xilen (BTX) dapat diproduksi melalui proses catalytic reforming dari nafta. Kebutuhan Benzene, toluene dan xilene (BTX) di Indonesia yang belum terpenuhi diimpor dari negara lain. Peluang pasar ditentukan berdasarkan kemampuan industri dalam memenuhi pasar atau industri pemakainnya. Jika industri tidak mampu memenuhi permintaan tersebut, berarti terjadi peluang untuk dapat mendirikan pabrik untuk melakukan perluasan demi memenuhi kebutuhan. Kebutuhan akan BTX dapat dilihat pada Tabel 1.1. Tabel 1.1 Permintaan dan Penawaran Industri Petrokimia Hulu (dalam Ton)
Komoditi
Uraian
2012
2013
2014
2015
2016
Benzene
Produksi Impor Ekspor Demand Konsumsi
299.147 163.183 137.641 487.872 324.689
381.321 152.794 216.593 470.316 317.522
484.193 150.091 298.298 486.077 335.986
124.790 212.959 4.191 546.517 333.558
158.146 213.241 20.919 563.709 350.468
Toluen
Produksi Impor Ekspor Demand Konsumsi
109.836 219.652 109.816
102.874 205.748 102.874
114.116 228.232 114.116
122.441 231.957 109.516
143.829 259.478 135.649
Xilene
Produksi Impor Ekspor Demand Konsumsi
518.500 679.216 148.810 1.728.122 1.048.906
726.520 813.048 423.416 1.929.201 1.116.153
700.000 659.739 567.104 1.452.375 792.636
272.500 677.285 27.586 1.599.484 922.199
496.734 679.216 111.422 1.743.744 1.064.528
(Sumber: Kementrian Perindustrian RI) Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
2 Dari Tabel 1.1 dapat dilihat bahwa produksi BTX tiap tahun tidak mencukupi dari konsumsi yang dibutuhkan di Indonesia. Karena itu Pabrik BTX layak didirikan di Indonesia untuk pemenuhan kebutuhan dan mengurangi impor. Dalam kementrian Perindustrian Republik Indonesia (2014), industri petrokimia di Indonesia sangat diuntungkan oleh kondisi potensi sumber bahan baku (minyak bumi, gas alam, batubara dan biomassa) dan potensi pasar di dalam negeri yang cukup besar. Adapun Industri Petrokimia Hulu yang dikembangkan di Indonesia sesuai RIPIN (Rencana Induk Pengembangan Industri Nasional) 2015-2035 adalah: Etilena; Propilena; Butadiene; Benzena; Toluena; p-Xylena; o-Xylena; Metanol; Ammonia; dan Asam Formiat. Kegunaan
BTX dapat dilihat pada Gambar 1.1.
Olefin
Etilen
Gas
Propilen
Kilang
Bensin Mentah
Butadiena sikloheksana fenol
Aromatik
Benzen Maleic Anhidrida
Nafta
Toluen
Toluen Diisosianat TNT 2-etil-heksanol
Xilen Phtalik anhidrida
Gambar 1.1 Kegunaan BTX ( Permenperind, 2010) Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
3
Pada gambar 1.1 terlihat kegunaan BTX sangat banyak yang membuat Peluang pasar industri petrokimia terutama produksi BTX dalam negeri sangat besar sebab potensi bahan baku industri petrokimia sangat besar. Penggunaan utama bahan ki mia BTX sangat
besar dalam memproduksi berbagai produk konsumen, seperti pelarut atau serat, film, dan plastik. Kebutuhan BTX akan terus meningkat seiring dengan bertambahnya
kebutuhan konsumen. Kapasitas industri yang ada saat ini tidak mampu mencukupi kebutuhan konsumen, maka peluang pasar dan bisnis untuk BTX sangat menjanjikan. Pendirian pabrik BTX ini di Indonesia diharapkan dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri dan dapat di ekspor untuk meningkatkan perekonomian negara. 1.2.
Pentingnya Pendirian Pabrik
Pabrik BTX di Indonesia hanya satu yaitu PT. Trans Pacific Petrochemical Indotama yang terletak di Tuban, Jawa Timur. Kapasitas produksi yang dihasilkan dari PT. Trans Pacific Petrochemical Indotama ialah sebesar 300.000 ton/tahun senyawa benzen, 300.000 ton/tahun senyawa toluen, 370.000 ton/tahun senyawa p-xylen dan 100.000 senyawa o-xylen (Kementrian Perindustrian Republik Indonesia, 2014). Produksi BTX yang dihasilkan dari PT. Trans Pacific Petrochemical Indotama masih belum cukup jika dibanding kebutuhan produk yang besar dari bahan baku BTX di Indonesia sehingga Indonesia masih mengimpor BTX dalam skala yang besar. Padahal potensi bahan baku produksi BTX sangat besar di Indonesia. Cadangan minyak bumi di Indonesia semakin menurun yang menyebabkan berkurangnya Anggaran Pendapatan dan Belanja Negara (APBN) untuk meningkatkan pendapatan tersebut dilakukan alternatif. Inovasi proses produksi maupun pembangunan produk baru dapat dilakukan sebagai alternatif sehingga produk yang dihasilkan mempunyai pangsa pasar, daya saing, efektif dan efisien. Salah satu cara yang memiliki prospek cerah dengan mengkonversi salah satu produk hulu migas yaitu nafta yang memiliki nilai jual rendah menjadi benzen, toluen dan xilen (BTX) yang memiliki nilai jual tinggi. Pabrik BTX dari naf ta layak untuk didirikan di Indonesia. Pabrik BTX jika didirikan maka akan timbul 2 dampak, yaitu secara langsung dan tidak langsung. Dampak secara langsung yaitu dengan di bukanya pabrik ini akan menambah lapangan kerja baru, menambah devisa negara, dan mengurangi ketergantungan impor akan BTX. Sedangkan dampak tidak langsung dari pendirian pabrik ini akan Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
4 mendorong berkembangnya industri kimia lain yang menggunakan BTX sebagai bahan baku dan adanya usaha-usaha sekitar pabrik seperti usaha rumah makan. Pabrik BTX di Indonesia sangat perlu didirikan agar dapat memenuhi kebutuhan produksi BTX dalam negeri. Banyaknya pabrik BTX yang didirikan di Indonesia akan mengurangi impor BTX dan dapat dijadikan sebagai komoditas ekspor. Selain itu, dapat meningkatkan perekonomian negara sehingga pabrik pembuatan BTX dari nafta perlu didirikan.
Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
5 Bab 2 Tinjauan Pustaka 2.1
BTX (Benzen, Toluen, Xilen)
BTX adalah suatu campuran fraksi aromatis yang biasa digunakan dalam industri petrokimia yaitu fraksi benzen, toluen, dan xilen demikian pula etilbenzen. Aromatis merupakan hidrokarbon-hidrokarbon yang mengandung cincin benzen yang bersifat stabil dan dalam keadaan jenuh. BTX diproduksi dengan cara catalytic reforming, dimana yield akan meningkat seiring meningkatnya reforming severity (Khalid et al., 2010). Benzen, toluen, dan xilen (BTX) merupakan bahan baku dalam industri petrokimia yang sangat penting. BTX digunakan sebagai bahan baku dalam industri polimer dan sintesis petrokimia lainnya. Permintaan dunia terhadap BTX selalu meningkat secara konstan. BTX dapat diproduksi dengan sejumlah metode, sebagai contoh sintesis BTX dari Olefin C2dan C3, ataupun melalui distilasi dan ekstraksi dalam industri petrokimia, terutama pada reformer . Banyak industri di negera maju yang memproduksi BTX pada industri refinery dengan tujuan untuk menghasilkan lebih banyak benzen sebagai campuran gasoline yang lebih ramah bagi lingkungan dan untuk memenuhi permintaan BTX itu sendiri (Timken et al., 1997). 2.1.1
Benzen
Benzen merupakan senyawa organik dengan rumus kimia C6H6. Molekul benzen terdiri dari 6 atom karbon bergabung dalam cincin dengan atom 1 H. Benzen berisi atom karbon dan hydrogen. Benzen tergolong dalam atomhidrokarbon. Menurut Burdick dan Leffler (2001), struktur benzena dituliskan sebagai cincin beranggota enam dapat dilihat pada gambar 2.1. H
C H H
C
C C
C
H
H
Or
C H Gambar 2.1 Setruktur Molekul Benzen (Burdick dan Leffler, 2001). Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
6 Benzen juga salah satu komponen dalam minyak bumi, dan merupakan salah satu bahan petrokimia yang paling dasar serta pel arut ya ng pen ting dal am du ni a ind us tri . Karena memiliki bilangan oktan yang tinggi, maka benzena juga salah satu campuran penting pada bensin. Benzen dimanfaatkan sebagai bahan baku untuk pembuatan produk akhir maupun bahan intermediet. Hampir semua senyawa turunan benzene dikonversi menjadi bahan kimia lainnya dan polimer. Misalnya, hidrogenasi benzene menghasilkan sikloheksana. Oksidasi sikloheksan emnghasilkan sikloheksanon, yang digunakan untuk membuat kaprolaktam untuk pembuatan nilon. Stabilisasi resonansi dari cincin benzene, mengakibatkan benzene tidak mudah dipolimerisasi. Namun, produk yang berasal dari benzene seperti stirena, fenol, dan anhidrida maleat dapat dipolimerisasi menjadi produk komersial karena adanya gugus fungsional yang reaktif (Matar and Hatch, 1994). 2.1.2
Toluen
Toluen adalah senyawa benzene yang mana atom hydrogen digantikan oleh gugus metil. Toluen memiliki tiga bentuk berbeda dari segi rotasinya yang menyebabkan mereka memiliki sifat yang berbeda. Struktur molekul dari toluene ditunjukkan pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Srtuktur Molekul Toluen (Burdick and Leffler, 2001).
Toluena (metilbenzene) memiliki kemiripan dengan benzene sebagai aromatic mononuclear , tetapi lebih aktif karena adanya donor electron dari gugus metil. Sebagian
besar toluene dikonversi menjadi benzene melalui proses dealkilasi atau disproporsionasi untuk keperluan bahan baku kimia. Sisanya digunakan untuk menghasilkan sejumlah bahan petrokimia. Sebelum perang dunia pertama, sumber utama dari toluene adalah pemanasan batu arang. Pada waktu itu, trinitrotoluene (TNT) menghasilkan daya ledak yang tinggi dan produksi toluene dalam jumlah besar diperlukan untuk pembuatan TNT Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
7 tersebut. Toluene secara umum diproduksi bersama dengan benzene, xilene dan senyawa aromatic C9dengan pembentukan katalitik dari nafta (Matar and Hatch, 1994). Reaksi utama yang berkaitan dengan penggunaan bahan kimia toluene adalah oksidasi substituent metil dan hidrogenasi gugus fenil. Subtitusi elektrofilik hanya sebatas proses nitrasi toluene untuk memproduksi mononitrotoluen dan dinitrotoluenes. Senyawa ini merupakan bahan intermediate sintesis yang penting. Penggunaan utama dari toluene adalah sebagai campuran yang ditambahkan ke bensin untuk meningkatkan nilai oktan. Toluene juga digunakan untuk memproduksi benzene dan sebagai pelarut dalam cat , pelapis, pengharum sintesis, lem, tinta dan agen- agen pembersih. Toluene juga digunakan dalam produksi polimer yang digunakan untuk membuat nilon, botol soda plastik dan poliuretan serta untuk obat-obatan, pewarna, produk kosmetik kuku (Matar and Hatch, 1994). 2.1.3
Xilen
Xilen adalah cicin benzene dimana dua atom hidrogennya gigantikan oleh dua gugus meti. Xilen,C 6H4 (CH3)20 memiliki tiga isomer. Penggantian dari dua atom hidrogen ini memiliki tiga pola yaitu ortho-, meta-, para-. Ketiga pola tersebut bisa dilihat pada gambar 2.3 dibawah ini.
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
Para- Xylene CH3
O-X len
M -X len
P-X len
Gambar 2.3 Struktur Molekul Xilen (Burdick and Leffler, 2001).
Isomer-isomer tersebut adalah ortho-xylen, meta-xylen, dan para-xylen. Setiap isomer tersebut memiliki sifat yang khas. Dari tiap isomer memiliki titik beku yang berbeda, dimana xilen akan berubah dari fasa liquid menjadi Kristall, lalu titik didih, Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
8 dimana xilen akan berubah dari fasa liquid menjadi uap. Campuran dari ketiga isomer xilen ini biasa diperdagngkan sebagai komoditas. Xilene dapat digunakan sebagai bahan kimia dasar di industry. Xilen dapat teroksidasi dimana gugus metil berubah menjadi gugus karboksilat. Orto- xilen akan membentuk terephathalic acid. Terephathalic acid merupakan salah satu bahan dalam pembuatan polyesters. Terephathalic acid dapat bereaksi dengan ethylene glycol membentuk ester polyethylene terephthalate (PET). Bahan PET merupakan bahan plastic yang digunakan ebagai wadah makanan. Perkiraan penggunaan xilen diseluruh dunia mencapai 30 juta ton pertahun. 2.1.4
Nafta
Nafta adalah bahan baku utama bagi unit perengkahan kukus sebagai produksi bahan petrokimia. Nafta adalah istilah generik yang biasa digunakan dalam industri pengilangan petroleum untuk fraksi cairan atas yang didapatkan dari unit distilasi atmosferik. Rentang pendidihan nafta straight-run ringan (LSR = light straight-run naphtha) adalah 35-90o C, sedangkan nafta straight-run berat (HSR = heavy straight-run naphtha) adalah 80-200 o C (Matar and Hatch, 1994).
Pemakai utama nafta dalam industri petroleum adalah untuk produksi bensin. Nafta ringan normalnya dicampurkan dengan bensin reformata (dari unit reforming katalitik) untuk meningkatkan volatilitasnya dan untuk mengurangi kadar aromatik dari produk bensin. Nafta berat dari unit distilasi atmosferik atau dari unit perengkahan-hidro memiliki tingkat oktana rendah, sehingga digunakan sebagai bahan baku unit reforming katalitik. Reforming katalitik adalah proses peningkatan nafta beroktana rendah menjadi reformata beroktan-tinggi (Matar and Hatch, 1994). 2.2
Teknologi Proses Pembuatan BTX dari Nafta
BTX (Benzen, Toluen, Xylen) pertama kali diproduksi melalui proses catalytic reforming dari nafta dalam minyak bumi. Tujuan dari proses catalytic reforming pada pemrosesan minyak bumi sebenarnya adalah untuk meningkatkan bilangan oktan dari nafta dengan mengubah komposisi kimianya. Dengan pengubahan komposisi kimianya, senyawa hidrokarbon bisa memiliki bilangan oktan yang sangat berbeda. BTX merupakan bahan baku petrokimia yang sangat penting dalam sintesis polimer dan produk-produk petrokimia Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
9 lainnya. Permintaan dunia akan BTX selalu meningkat secara konstan. Berikut proses proses pembuatan BTX : a). Catalytic Reforming
Catalytic Reforming merupakan proses utama dalam produksi BTX, yang mengubah nafta oktan rendah menjadi gasoline dengan nilai oktan yang tinggi serta menghasilkan banyak hidrokarbon aromatis pada BTX. Reaksi utama pada proses ini yaitu dehidrogenasi naftalen menjadi aromatis. Light Naphta
Mixed Xylenes Benzene colum
Distillation Naphtha
Naphtha Hydrotreating
HTN
Reforming
Heavy Naphtha
Toluene column
Xylene Column
Extraction
T = 800˚F P = 500 psig
Cg+
H2 Raffinate
Gambar 2.4 Blok Diagram Pengolahan Nafta menjadi BTX pada Unit Reformasi Katalit ik
( Bonacci et al., 1975) Umpan dari proses Catalitic Reforming berupa Straight Run Naphta, thermally cracked naphta, catalitically cracked naphta, hydrocrackate, maupun campurannya. Pada
tahap awal, nafta akan mengalami proses desulfurasi yaitu untuk menurunkan kandungan sulfur pada umpan. Pengurangan sulfur berguna untuk menghindari terjadinya keracunan katalis pada unit reformasi katalitik. Kemudian pada langkah kedua yaitu proses reformasi katalitik, dimana low-sulfur naphtha akan megalami proses reformed dengan bantuan katalis. Dimana pada proses reformed ini rantai hidrokarbon lurus menjadi cincin benzen sehingga terbentuk senyawa aromatik. Selanjutnya adalah proses distilasi, pada unit ini umpan akan terfraksi menajdi benzen, toluen, dan xilen (BTX). Reforming hidrokarbon merupakan suatu metode yang digunakan untuk menaikan nilai oktan dan konsentrasi aromatik pada fraksi hidrokarbon tersebut, katalis yang Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
10 digunakan platinum, suhu yang digunakan berkisar antara 700-1050 ºF dengan tekana berkisar antara 25-1.000 psig (Vorhis et al., 1980). Reaksi Kimia secara umum pada Heavy Nafta, yaitu :
1.
Dehidrogenasi Dehidrogenasi naftena menjadi aromatik dibantu oleh hanya ini inti aktif logam
(M) katalis saja, yaitu:
3 H2
+
Metil
Toluen
Gambar 2.5 Reaksi Dehidrogenasi menghasilkan Toluen (Jones and Pujado., 2006)
Dehidrogenasi
3 H2
+
Sikloheksan
Benzen
Gambar 2.6 Reaksi Dehidrogenasi menghasilkan Benzen (Jones and Pujado., 2006)
Reaksi ini adalah endotermik yang berjalan cepat pada suhu tinggi dan tekanan rendah. Selain itu ada tiga reaksi utama lain dan reaksi samping yang terjadi dengan bantuan kedua jenis inti aktif katalis yaitu: inti aktif logam (M) dan inti aktif asam (A). Mekanisme reaksi tersebut melalui pembentukan senyawa antara ion karbonium yang dihasilkan dari reaksi hidrokarbion tak jenuh yaitu masing-masing dari dehidrogenasi molekul paraffin dan naftena umpan nafta, dan proton (H +) dari inti aktif asam.
2). Isomerisasi
+ Siklopentana
Metilsikloheksana
3 H2
Toluen
Gambar 2.7 Reaksi Isomerisasi (Jones and Pujado., 2006) Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
11 Gambar 2.7 merupakan reaksi isomerisasi ion karbonium alkyl-sikloamil menjadi ion-alkil sikloheksil yang akan menjadi produk aromatic setelah pelepasan proton dan dehidrogenasi. Reaksi ini bersifat endotermik dan berjalan cepat pada temperatur tinggi dan tekanan rendah. 3). Dehidrosiklasi Siklisasi ion karbonium alkil akan menghasilkan ion alkil-sikloheksil yang kemudian menjadi produk aromatic setelah pelepasan proton dan reaksi ini bersifat eksotermik dan berjalan baik pada temperatur dan tekanan tinggi. Dehidrosiklasi dapat dilihat pada Gambar 2.8 yaitu:
Gambar 2.8 Reaksi Dehidrosiklasi (Nasution et al., 2011)
4). Hydrocraking Parafin Reaksi parafin dengan katalis asam lainnya yaitu cracking menjadi produk yang lebih ringan. Nilai oktan meningkat melalui penghilangan spesies parafin yang bernilai oktan rendah dari produk liquid dengan mengkonversi menjadi gas, parafin dengan berat molekul yang lebih rendah.
5). Dehidroisomerasi Parafin Ion karbonium normal alkil berisomerasi menjadi ion iso-alkil yang akan menjadi produk iso-parafin setelah pelepasan proton dan hidrogenasi, reaksinya adalah sebagai berikut :
Gambar 2.9 Dehidroisomerisasi Parafin ( Nasution et.al,2011)
Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
13
Gambar 2.10 Rekasi Reforming Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
13
b). Steam Cracking
Proses steam cracking adalah proses untuk meningkatkan nilai guna dari nafta. Umpan nafta dapat terdiri dari light naphtha, heavy naphtha ataupun kombinasi dari keduanya. Proses steam cracking merupakan proses yang paling penting dalam industri petrokimia yang bertujuan untuk memaksimalkan produksi. Berdasarkan permintaan di seluruh dunia terhadap lower olefin (etilena, propilena, butena dan butadiene) lebih tinggi dibandingkan bahan kimia lainnya. Tetapi dikarenakan tingkat reaktivitas yang tinggi, lower olefin hanya dapat ditemukan pada crude oil dengan konsentrasi yang sangat rendah.
Maka dari itu dibutuhkan proses pemutusan hidrokarbon jenuh menjadi hidrokarbon tak jenuh dengan menggunakan proses cracking skala besar. Proses cracking dapat dipecah menjadi tiga bagian diantaranya pirolisis, fraksionasi primer dan fraksionasi produk (Mall, 2010). Steam cracked naphtha memiliki angka bromine 80-140 dan angka diene 15-30 sedangkan temperatur operasinya berada pada range temperatur 400oF-800oF ( Eng. J et
13
b). Steam Cracking
Proses steam cracking adalah proses untuk meningkatkan nilai guna dari nafta. Umpan nafta dapat terdiri dari light naphtha, heavy naphtha ataupun kombinasi dari keduanya. Proses steam cracking merupakan proses yang paling penting dalam industri petrokimia yang bertujuan untuk memaksimalkan produksi. Berdasarkan permintaan di seluruh dunia terhadap lower olefin (etilena, propilena, butena dan butadiene) lebih tinggi dibandingkan bahan kimia lainnya. Tetapi dikarenakan tingkat reaktivitas yang tinggi, lower olefin hanya dapat ditemukan pada crude oil dengan konsentrasi yang sangat rendah.
Maka dari itu dibutuhkan proses pemutusan hidrokarbon jenuh menjadi hidrokarbon tak jenuh dengan menggunakan proses cracking skala besar. Proses cracking dapat dipecah menjadi tiga bagian diantaranya pirolisis, fraksionasi primer dan fraksionasi produk (Mall, 2010). Steam cracked naphtha memiliki angka bromine 80-140 dan angka diene 15-30 sedangkan temperatur operasinya berada pada range temperatur 400oF-800oF ( Eng. J et al., 1964). T = 150˚C (302˚F)
Light Naphtha
isom Naphtha Fraksi light Revormate Gasoline pool
C4
Heavy naphtha
REFORMER T= 500˚C P=40 atm ZSM-S CONV
Fraksi heavy Revormate
T = 343˚C (650˚F) P = 28 atm (400 psig)
Xylene Column
Toluene Column
Benzene Column
extractor Mixed Xylenes
Gambar 2.11 Blok Diagram Proses Steam Cracking (Vasant et al., 2008).
Umpan nafta akan masuk kedalam
hidrotreater , hal ini berguna untuk
menghilangkan impurities. Lalu, nafta akan mengalami proses cracking lalu, produk dari proses cracking didestilasi untuk menghasilkan BTX (Vasant et al., 2008).
14
b.) Dearomatization
Proses ini digunakan untuk meningkatkan kualitas dari umpan nafta menjadi light naphtha, heavy naphtha ataupun campuran dari keduanya sebagai suplay pada proses
perengkahan. Umpan nafta disuplay ke hydrotreater untuk menghilangkan ketidakmurnian lalu diikuti pada unit dearomatization pada unit aromatic extraction (Vasant et al., 2008).
Reffinate + Dearomatized Naphtha
Fuel Gas Hydrogen
D e a r o m a t i z e d N a p h t h a
R e c o v e r y
Aromatic Gasoline Hydrogenation
Aromatic Extraction
Reffinate + Dearomatized Naphtha
Recycle
Olefins
Naphtha Hydroteater
Gambar 2.12 Blok Diagram Proses Dearomatization (Bhirud, 2008)
Pada proses ini umpan distilat yang mengandung senyawa aromatik diumpankan ke unit proses hidrotreting dimana senyawa aromatic mengalami proses hydrogenated. Umpan dikontak dengan gas hydrogen sebanyak 100-500 Nm 3 hidrogen/m3hidrokarbon yang diumpankan. Proses hidrogenasi dilakuakan pada tekana dengan rentang 15-55 bar dan temperature 50-250 ◦C. Kenaikan suhu, ∆T pada reaksi diatur tidak melebihi 60 ◦C pada dearomatization (Aittamaa, 1997). c.) Fluidized Catalityc Craking (FCC)
Umpan pada proses fluidized catalityc cracking (FCC)menggunakaan umpan berupa cracked nafta, yaitu fcc nafta dan coker nafta yang digunakan untuk memproduksi BTX (Benzen, Toluen, Xilen) dan etil benzene yang digunakan untuk bahan baku produksi low sulfur gasoline yang relatif nilai oktannya tinggi. Craked nafta yakni nafta yang mengandung sulfur diproses dengan proses hidrodesulfurisasi dan diikuti dengan perlakuan penambahan katalis asam yaitu zeolite (ZSM-5/ zeolite beta) dengan komponen penghidrogenasi misalnya molybdenum. Perlakuan dengan menggunakan katalis pada
15
langkah kedua berfungsi untuk menaikan nilai oktan. Nilai oktan mengalami kenaikan dikarenakan adanya perlakuan hidrogenasi. BTX dihasilkan pada langkah kedua yang berupa fraksi C6-C8 (Timken et al., 1997).
H2
Naphtha
Thermal Cracking
Crack Naft
Distillation
FCC Naphtha FCC
Hydrotreating
Extraction
Mixed Xylenes Gasoline
Benzene column
Toluene column
Xylene column
C9+
Gambar 2.13 Blok Diagram Produksi BTX dari FCC Nafta (Timken et al., 1997) d.) Combination Proces for Pruducting LPG and Aromatic Rich Material from Naphta
Pada proses ini produk reformat dari hasil catalytic cracking khususnya C5+ diproses lagi untuk menghasilkan produk yang signifikan yaitu LPG dan BTX. Berikut merupakan blok diagram rangkaian proses produksi BTX dapat dilihat pada gambar 2.14. Light Naphtha Liquefied Petroleum Gas Gas Plant
Poymerizaton Naphtha
Polymerization
D s i t i l l a t o i n
H2
n-Butane
Catalytic convention Zone
T = 900˚F P = 250 psig
Hidrotreating
Catalytic Reforming
Reformate (c5+)
HDS Heavy Naphtha
Separate
S t a b i i l z i n g S p l i t t n i g
Toluen
Xilen, toluen
H2 Catalytic Conversion Zone
Separate
S t a b l i i z n i g
BTX
Gambar 2.14 Blok Diagram Combination Process For Producting LPG And Aromatic Rich Material From Naphta (Bonacci et al., 1975).
16
Komponen yang memiliki titik didih rendah yang keluar dari splitter akan diteruskan ke catalytic conversion zone. Didalam unit ini komponen tersebut dan toluen dikontakkan dengan katalis ZSM-5. Tekanan operasi unit ini 400 psig dan suhu 550˚F. Efluen dari unit ini masuk ke separator. Komponen yang memiliki titik didih tinggi masuk kembali ke stabilizer . Toluena dan xilena yang keluar dari splitter masuk ke catalytic conversion zone yang kedua yang bertekanan 400 psig dan suhu 750˚F. Efluen yang keluar
dari catalytic conversion zone selanjutnya masuk ke separator , hidrogen akan di alirkan kembali ke unit catalytic conversion zone sedangkan komponen yang titik didihnya rendah dialirkan ke kolom destilasi yang memiliki tekanan operasi 100 psig dan suhu 450˚F (Bonacci et al., 1975).
17
BAB 3 DASAR PERANCANGAN 3.1
Spesifikasi Bahan Baku dan Produk
3.1.1 Spesifikasi Bahan Baku
Bahan baku yang digunakan oleh pabrik yang akan didirikan adalah nafta. Adapun spesifikasi nafta yang digunakan adalah sebagai berikut. Tabel 3.1. Spesifikasi Bahan Baku Parameter
Light Naphtha
Heavy Naphtha
C5-200
200-340
Yield vol (%)
0.48
3.2
Gravity oAPI
70.7
51.1
Sulfur wt (%)
0.007
0.009
Paraffin vol (%)
66.1
31
Naphtha vol (%)
33.5
62
Aromatic vol (%)
0.4
7
Range The Boiling Point ( oF)
(Sumber: Oil & Gas Journal Data Book, 2008) 3.1.2 Spesifikasi Produk
Pabrik yang akan didirikan menghasilkan produk berupa benzene, toluene, xilen (BTX). Spesifikasi produk yang diinginkan dapat dilihat pada Tabel 3.2, Tabel 3.3, dan Tabel 3.4. 1. Benzen Benzen yang akan diproduksi harus memenuhi permintaan customer (pelanggan). Pada Tabel 3.2 ditampilkan spesifikasi benzen skala industri. Tabel 3.2. Spesifikasi Benzene Parameter
Kemurnian Fasa Warna Impurities
Benzen
99,85% Cair Jernih Toluene 0,05% Non-aromatics 0,15% Water Content 0,02% Platinum-cobalt number 10 Sulfur cumpounds 2 ppm (Sumber: Wiinsch, 2000; VIRENT BioFarm, 2005)
21 2.
Toluen Toluen yang akan diproduksi harus memenuhi permintaan customer (pelanggan). Pada
Tabel 3.3 ditampilkan spesifikasi toluen skala industri. Tabel 3.3. Spesifikasi Toluen Parameter
Toluen
Kemurnian
99,84%
Fasa
Cair
Warna
Jernih, sediment free
Impurities
Benzen 300 ppm Total non-toluene aromatics 3000 ppm Sulfur 10 ppm
(Sumber: Wiinsch, 2000; VIRENT BioFarm, 2005)
3. Xilene Benzen yang akan diproduksi harus memenuhi permintaan customer (pelanggan). Pada Tabel 3.4 ditampilkan spesifikasi xilene skala industri.
Tabel 3.4. Spesifikasi Xilene Parameter Kemurnian Fasa Warna Impurities
Xylen
99,7% Cair Jernih, sediment free O-xylene 0,1 wt% m-xylene 0,2 wt% Ethylbenzene 0,2 wt% Non-aromatics hydrocarbon 0,2 wt% Sulfur 1 ppm
(Sumber: Wiinsch, 2000; VIRENT BioFarm, 2005)
Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
22 3.2
Sifat Fisik, Kimia dan Termodinamika Bahan Baku serta Poduk
Sifat fisik, kimia dan termodinaika bahan baku dapat dilihat pada Tabel 3.5 dibawah ini: Tabel 3.5. Sifat Fisik, Kimia dan Termodinamika Bahan Baku Rumus Molekul
Berat Molekul (g/mol)
Tf (K)
Tb (K)
Tc (K)
Pc (bar)
Vc (cm3/mol)
ρ (gr/cm3)
∆Hf (kJ/mol)
∆Uf
∆Hc (kJ/mol)
∆Hv (kJ/mol)
Cp at T
μ liq (cP)
Benzen
C6H6
78.114
278.68
353.24
562.16
48.98
258.9
0.873
82.93
87.858
3138.6
30.75
137.86
0.6055
Toluen
C6H5CH3
92.141
178.18
383.78
591.79
41.09
315.8
0.865
50
57.636
3738.3
33.59
157.48
0.5479
m-Xylen
C8H10
106.167
225.3
412.27
617.05
35.41
375 .8
0.861
17. 24
27.215
4338
36.33
182.66
106.167
Aromatics
o-Xylen
C8H10
106.167
247.98
417.58
630.37
37.34
369.2
0.876
19
29.015
4339.1
37
189.25
106.167
p-Xylen
C8H10
106.167
286.41
411.51
616.26
35.11
379.1
0.858
17.95
27.915
4339.2
35.82
197.75
106.167
Ethylbenze ne
C8H10
106.167
178.2
409.35
617.17
36.09
373.8
0.865
29.9
39.81 5
4351
35.91
183.6
0.6294
0.0993
Parafin dan Naftalen Propane
C3H8
44.097
85.46
231.1
369.82
42.49
202.9
0.493
-104.7
-97.264
2043
18.8
117.68
Isobutane
C4H10
58.123
113.54
261.43
408.14
36.48
262.7
0.552
-135
-125.08
2648
21.4
141.6
0.174
n-Butane
C4H10
58.123
134.86
272.65
425.18
37.97
254.9
0.573
-126.8
-116.88
2656.2
22.44
140.84
0.1678
Isopenta ne
C5H12
72.15
113.25
301
460.43
33.81
305.8
0.616
-153.7
-141.31
3239.8
24.79
158.4
0.2141
n-Pentane
C5H12
72.15
143.42
309.2
469.65
33.69
3 12.3
0.621
-146.8
-134.41
3245.5
25.99
163.63
0.2448
Cyclopentane
C5H10
70.134
179.31
322.4
511.76
45.02
258.3
0.75
-77.1
-67.185
3072.1
27.26
126.74
0.4
n-hexane
C6H14
86.177
177.8
341.9
507.43
30.12
369 .9
0.656
-166.9
-152.03
3857.6
29.11
192.63
0.296
methylcyc lohexane
C7H14
98.188
146.58
374.08
572.19
34.71
368
0.766
-154 .7
-139.83
4260.6
31.82
171.72
0.6849
Cyclohexa ne
C6H12
84.161
279.65
353.87
553.54
40.75
307.9
0.773
-123.4
-111.01
3658.5
29.89
162.07
0.9013
n-heptane
C7H16
100.204
182.57
371.58
540.26
27.36
431.9
0.682
-187.8
-170.45
4469.4
31.73
230.42
0.3903
n-Octane
C8H18
114.231
216.38
398.83
568.83
24.86
492.1
0.699
-208.8
-188.97
5080.6
34.77
254.69
0.5106
methylcyclopetane
C6H12
84.161
130.73
344.96
532.79
37.85
318.9
0.745
-106
-93.606
3676.7
29.34
150.72
0.507
(Sumber: Yaws, 1997) Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
23 Produk yang dihasilkan adalah benzene, toluene, dan xilene. Sifat fisik, kimia dan termodinaika produk dapat dilihat pada Tabel 3.6 dibawah ini: Tabel 3.6. Sifat Fisik, Kimia dan Termodinamika Produk Parameter
Benzen
Toluen
Rumus Molekul Berat molekul (g/mol) Titik leleh (Tf, K) Titik didih (Tb, K) Suhu krisis (Tc, K) Tekanan krisis (Pc, bar) (Vc, cm3/mol) ρliq 25˚C (g/cm3) ∆Hf 298 K (kJ/mol) ∆Gf 298 K (kJ/mol) ∆Uf 298 K (kJ/mol)
C6H6 78,114 278,68 353,24 562,16 48,98 258,9 0,873 82,93 (g) 129,66 87,88
C6H5-CH3 92,141 178,18 383,78 591,79 41,09 315,8 0,865 50,00 (g) 122,01 57,44
m-xylene C8H10 106,167 225,30 412,27 617,05 35,41 375,8 0,861 17,24 (g) 118,87 27,15
∆Hc (kJ/mol)
-3301,5 (g)
-3947,9 (g)
-4594,5 (g)
Xilene o-xylene C8H10 106,167 247,98 417,58 630,37 37,34 369,2 0,876 19,00 (g) 122,09 28,91 4596,3 (g)
p-xylene C8H10 106,167 286,41 411,51 616,26 35,11 379,1 0,858 17,95 (g) 121,13 27,86 4595,2 (g)
23 Produk yang dihasilkan adalah benzene, toluene, dan xilene. Sifat fisik, kimia dan termodinaika produk dapat dilihat pada Tabel 3.6 dibawah ini: Tabel 3.6. Sifat Fisik, Kimia dan Termodinamika Produk
36,40 -47,87
Xilene o-xylene C8H10 106,167 247,98 417,58 630,37 37,34 369,2 0,876 19,00 (g) 122,09 28,91 4596,3 (g) 36,82 -25,18
p-xylene C8H10 106,167 286,41 411,51 616,26 35,11 379,1 0,858 17,95 (g) 121,13 27,86 4595,2 (g) 36,07 13,26
0,8759
0,9643
0,8710
Parameter
Benzen
Toluen
Rumus Molekul Berat molekul (g/mol) Titik leleh (Tf, K) Titik didih (Tb, K) Suhu krisis (Tc, K) Tekanan krisis (Pc, bar) (Vc, cm3/mol) ρliq 25˚C (g/cm3) ∆Hf 298 K (kJ/mol) ∆Gf 298 K (kJ/mol) ∆Uf 298 K (kJ/mol)
C6H6 78,114 278,68 353,24 562,16 48,98 258,9 0,873 82,93 (g) 129,66 87,88
C6H5-CH3 92,141 178,18 383,78 591,79 41,09 315,8 0,865 50,00 (g) 122,01 57,44
m-xylene C8H10 106,167 225,30 412,27 617,05 35,41 375,8 0,861 17,24 (g) 118,87 27,15
∆Hc (kJ/mol)
-3301,5 (g)
-3947,9 (g)
-4594,5 (g)
∆Hv at Tb (kJ/mol) ∆Hm at Tf (kJ/mol) CP J/(kmol_K) at 200 K × 10-5 (Sumber: Yaws, 1997)
30,765 9,873
33,47 6,619
0,5358
0,7016
Data kesetimbangan benzen, toluen dan p-xilene dapat dilihat pada Tabel 3.7 berikut: Tabel 3.7 Data Kesetimbangan Uap-Cair Eksperimental untuk Benzen (1) + Toluen (2) +
p-Xylene (3) pada Tekanan 101,33 kPa T, K 396,11 389,71 387,16 383,90 379,74 377,62 374,27 373,86 370,70 368,34 364,74 362,69 361,18 360,72 T, K 359,75
Dibuat oleh
x1 0,0694 0,1353 0,1647 0,2297 0,2947 0,3125 0,3610 0,4023 0,4391 0,4890 0,5876 0,6447 0,6968 0,7265 x1 0,7415
x 2 0,2451 0,2889 0,2604 0,2457 0,2238 0,2978 0,3211 0,1886 0,2817 0,2562 0,2589 0,2233 0,1919 0,0814 x 2 0,1642 Diperiksa oleh
y1 0,2247 0,3665 0,4346 0,5172 0,6027 0,6058 0,6453 0,7180 0,7159 0,7608 0,8136 0,8540 0,8792 0,9168 y1 0,8991
y 2 0,3407 0,3313 0,2803 0,2426 0,2028 0,2490 0,2475 0,1487 0,1965 0,1674 0,1498 0,1169 0,0963 0,0421 y 2 0,0802 Disetujui oleh
24 359,10 0,7653 358,84 0,7857 357,53 0,8318 356,71 0,8617 355,70 0,9161 354,39 0,9619 353,88 0,9845 353,65 0,9896 (Sumber: Zhangli et al., 1993)
0,1489 0,0639 0,0512 0,0419 0,0240 0,0117 0,0026 0,0036
0,9059 0,9457 0,9599 0,9652 0,9828 0,9930 0,9962 0,9979
0,0727 0,0261 0,0177 0,0169 0,0068 0,022 0,0017 0,0004
3.3 Material Safety Data Sheet (MSDS) Bahan Baku dan Produk 3.3.1 Material Safety Data Sheet Bahan Baku
a. Nafta Nafta adalah bahan kimia yang mudah terbakar, bersifat stabil dan tidak korosif bagi logam dan bahan kaca (glass). Potensi dampak kesehatan yaitu dapat menyebabkan iritasi jika terjadi kontak langsung dengan mata ataupun kulit. Jika terjadi kontak dengan mata, segera bilas mata dengan air mengalir setidaknya selama 15 menit biarkan kelopak mata terbuka. Jika terjadi kontak dengan kulit, segera bilas kulit dengan banyak air, setelah itu oleskan emolien pada kulit yang terkena iritasi. Apabila nafta terhirup, segera cari tempat yang udaranya segar. Jika pernafasan berhenti, berikan bantuan pernafasan/nafas buatan. Nafta disimpan pada wadah yang sejuk, di ruangan dengan ventilasi yang baik. Pastikan wadah tertutup rapat sampai siap untuk digunakan. Sebaiknya wadah penyimpanan nafta dijauhkan dari sumber panas. 3.3.2 Material Safety Data Sheet Produk
a. Benzen, Toluen, Xilene (BTX) BTX masih stabil pada kondisi lingkungan yang normal, penyimpanan dan penanganannya diantisipasi terhadap kondisi suhu dan tekanan. Jika terjadi kontak pada kulit, segera bilas dengan air. Apabila terjadi iritasi pada kulit, hubungi dokter. Jika terjadi kontak pada mata, segera bilas dengan air sebagai pertolongan pertama. Biarkan mata terbuka pada saat dibilas. Apabila terjadi iritasi pada mata, hubungi dokter. BTX disimpan pada wadah yang tertutup rapat, kering, di ruangan dengan ventilasi yang baik. 3.3.3 Material Safety Data Sheet Katalis
Katalis yang digunakan dalam pembuatan benzen, toluen, xilene (BTX) yaitu logam platina. Katalis ini berbentuk serbuk padatan, bersifat mudah terbakar, dan sifatnya tidak beracun saat terdegradasi di lingkungan. Perlakuan untuk limbahnya harus dibuang berdasarkan peraturan hukum, pengendalian lingkungan, dan regulasi lokal yang berlaku. Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
25 Jika terjadi kontak dengan mata, segera bilas mata dengan air mengalir setidaknya selama 15 menit biarkan kelopak mata terbuka. Jika terjadi kontak dengan kulit, segera bilas kulit dengan banyak air, setelah itu oleskan emolien pada kulit yang terkena iritasi. Apabila nafta terhirup, segera cari tempat yang udaranya segar. Jika pernafasan berhenti, berikan bantuan pernafasan/nafas buatan. Platina disimpan pada wadah yang sejuk, di ruangan dengan ventilasi yang baik. Pastikan wadah tertutup rapat sampai siap untuk digunakan. Wadah penyimpanan nafta dijauhkan dari sumber panas. 3.4
Kapasitas Pabrik yang Direncanakan
Terdapat beberapa perusahaan di Indonesia yang bergerak di bidang industri petrokimia hulu, perusahaan tersebut di antaranya adalah PT. Chandra Asri Petrochemical (industri petrokimia hulu dengan basis olefin), PT. Trans Pacific Petrochemical Indotama (industri petrokimia hulu dengan basis aromatik), serta PT. Kaltim Methanol Industri dan PT. Kaltim Pasifik Amoniak (industri petrokimia hulu dengan basis C 1 (metana)). Kapasitas produksi pelaku industri petrokimia hulu tersebut di atas dapat dilihat pada Tabel 3.8 berikut. Tabel 3.8 Produsen dan Kapasitas Produksi Benzen, Toluen dan Xilene di Indonesia Nama Perusahaan
Lokasi Pabrik
Kapasitas Produksi
300.000 ton/tahun (Benzen) 1. PT. TPPI ( Trans Pasific Petrochemical Indotama)
Tuban , Jawa Timur
300.000 ton/tahun (Toluen) 370.000 ton/tahun (p-xilene) dan 100.000 ton/tahun (o-xilene)
2. PT. Chandra Asri Petrochemical Tbk.
Ciwandan, Cilegon
260.000 ton/ tahun ( Benzen) 250.00 ton/ tahun (Paraxilene)
3. Pertamina UP IV Cilacap
Cilacap
4. PT. Humpuss Aromatik
Lhokseumawe, (NAD)
260.000 ton/ tahun (Benzen)
Puloampel, Serang
110.000 ton/ tahun (Benzen)
Tuban
300.000 ton/tahun (Benzen)
5. PT. Styrindo Mono Indonesia 6. PT. Tuban Petrochemical
120.000 ton/ tahun ( Benzen)
(Sumber: Kementrian Perindustrian RI)
Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
26 Pada saat ini perkembangan industri petrokimia di Indonesia dapat dikatakan berkembang cukup pesat. Didukung dengan harga minyak dunia yang saat ini sedang mengalami penurunan, banyak pihak yang mengatakan bahwa industri petrokimia cukup diuntungkan dengan keadaan ini dikarenakan minyak adalah bahan baku untuk industri petrokimia. Berdasarkan data kapasitas produksi produk benzene, toluene, xilene (BTX) oleh beberapa perusahaan yang bergerak di bidang petrokimia di Indonesia, maka kapasitas produksi pabrik benzene, toluene, xilene (BTX) yang akan dirancang adalah 935.000 ton/tahun. Pertimbangan ini kami buat berdasarkan data impor benzen, toluen, xilene (BTX) di Indonesia. Tingginya kebutuhan konsumsi benzen, toluen, xilene (BTX) di Indonesia, membuat Indonesia harus mengimpor benzen, toluen, xilene (BTX). Jadi, jika kebutuhan konsumsi terhadap benzen, toluen, xilen (BTX) dapat dipenuhi, maka kebutuhan akan impor benzen, toluen, xilene (BTX) pun bisa diminimalisir. Rincian kapasitas produksi BTX 935.000 ton/tahun yaitu, 225.000 ton/tahun untuk benzen, 300.000 ton/tahun untuk toluen, 310.000 ton/tahun untuk p-xilene, dan 100.000 ton/tahun untuk oxilene. 3.5 Pemilihan Lokasi Pabrik
Pendirian pabrik BTX berbahan baku nafta direncanakan di Kecamatan Medang Kampai, tepatnya di kawasan Industri Pelintung, Dumai, Provinsi Riau. Pemilihan lokasi ini berdasarkan beberapa pertimbangan, baik teknis maupun ekonomis. Peta lokasi pendirian pabrik ditunjukkan pada Gambar 3.1.
Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
27
Gambar 3.1 Lokasi Pendirian Pabrik
Pendirian pabrik benzene, toluene, xylene (BTX) ini direncanakan di Kecamatan Medang Kempai, tepatnya di Kawasan Pelintung, Dumai Provinsi Riau-Indonesia. Adapun pertimbangan pemilihan lokasi pabrik di tempat tersebut didasarkan pada beberapa aspek, yaitu: 3.5.1
Ketersediaan Bahan Baku Bahan baku nafta yang dibutuhkan dapat diperoleh dari Pertamina Refinery
Unit II Dumai. Bahan baku yang dibutuhkan merupakan hasil dari beberapa unit refinery pada proses fraksinasi minyak bumi. Dengan bahan baku yang dapat
diperoleh dari Pertamina Refinery Unit II Dumai, maka akses untuk memperoleh bahan baku akan lebih efesien karena jaraknya dekat dengan rencana lokasi pendirian pabrik. 3.5.2
Lokasi Pemasaran Kota Dumai merupakan kota yang strategis dikarenakan kota ini memiliki
akses yang mumpuni seperti akses darat, laut dan udara. Dumai memiliki letak geografis yang strategis, dimana kota dumai berhadapan langsung dengan Selat Malaka, yang merupakan salah satu selat terpadat di dunia yang menjadi highway laut di Asia Tenggara dan berhadapan dengan 3 negara maju di Asia , yaitu Malaysia, Singapura dan Thailand. Dumai mudah ditempuh dari Kota Pekanbaru, Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
28 Provinsi Jambi, Provinsi Sumatra Barat serta provinsi lainnya di Sumatra (Badan Pelayanan Terpadu & Penanaman Modal Kota Dumai, 2017). 3.5.3
Iklim dan Cuaca Wilayah Kota Dumai memiliki iklim tropis dengan curah hujan antara 100-
300 cm dan suhu udara 24-30 oC. Kondisi tanahnya mayoritas berupa tanah rawa yang bergambut dengan kedalaman antara 0-0,5 m. 3.5.4
Akses Jalan Kota Dumai memiliki akses jalan yang baik dikarenakan dapat diakses
melalui jalur darat, laut maupun udara. Sebagai Kota Industri, Dumai adalah salah satu daerah dengan sarana dan prasarana transportasi yang lengkap di Provinsi Riau. Kota Dumai telah memiliki lima kawasan industri yang strategis, yaitu Kawasan Industri Dumai (KID) di Pelintung, Kawadan Industri Lubuk Gaung, Kawasan Industri Dock Yard, Kawasan Industri Bukit Kapur, dan Kawasan Industri di Bukit Timah. Untuk akses udara, Dumai memiliki Bandar Udara Pinang Kampai yang terletak berdekatan dengan Kompleks Perumahan PT. CPI. Di samping akses udara, Kota Dumai memiliki keunggulan sebagai salah satu kota di Provinsi Riau yang berpeluang untuk memanfaatkan potensi pengembangan pelabuhan laut, dimana Dumai berada pada pososi lintas perdagangan internasional Selat Malaka yang dikelola oleh PELINDO. Salah satu pelabuhan yang telah banyak dikenal yaitu Pelabuhan Sungai Pakning. 3.5.5
Kondisi Masyarakat Kota Dumai mempunyai keragaman suku dan budaya, selain memiliki
budaya asli yaitu budaya Melayu, pengaruh budaya dari provinsi tetangga juga sangat terasa, seperti budaya Minangkabau (Sumatera Barat) karena di Kota Dumai sendiri suku Minangkabau sangat dominan. Keragaman yang ada merupakan aset yang bisa menghasilkan devisa. Menurut data statistik tahun 2010, jumlah penduduk Kota Dumai berjumlah 253.803 jiwa yang terdiri atas 131.465 jiwa lakilaki dan 122.338 perempuan. Masyarakat Kota Dumai terdiri dari berbagai suku bangsa seperti Melayu, Batak, Minang sebagai warga mayoritas, sedangkan suku Jawa, Bugis, dan Tionghoa jumlahnya lebih sedikit.
Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
29 3.6
Aspek Perlindungan Lingkungan
Pertimbangan aspek perlindungan lingkungan yang kami buat, mengacu pada UndangUndang Republik Indonesia No. 32 Tahun 2009 tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup. Pada pasal 1 ayat yang kedua disebutkan bahwa perlindungan dan pengelolaan lingkungan hidup adalah upaya sistematis dan terpadu yang dilakukan untuk melestarikan fungsi lingkungan hidup dan mencegah terjadinya pencemaran dan/atau kerusakan lingkungan hidup yang meliputi perencanaan, pemanfaatan, pengendalian, pemeliharaan, pengawasan, dan penegakan hukum. Lalu pada pasal 3 diuraikan tujuan dari perlindungan dan pengelolaan lingkungan hidup, yaitu: 1. Melindungi wilayah Negara Kesatuan Republik Indonesia dari pencemaran dan/atau kerusakan lingkungan hidup; 2. Menjamin keselamatan, kesehatan, dan kehidupan manusia; 3. Menjamin kelangsungan kehidupan makhluk hidup dan kelestarian ekosistem; 4. Menjaga kelestarian fungsi lingkungan hidup; 5. Mencapai keserasian, keselarasan, dan keseimbangan lingkungan hidup; 6. Menjamin terpenuhinya keadilan generasi masa kini dan generasi masa depan; 7. Menjamin pemenuhan dan perlindungan hak atas lingkungan hidup sebagai bagian dari hak asasi manusia; 8. Mengendalikan pemanfaatan sumber daya alam secara bijaksana; 9. Mewujudkan pembangunan berkelanjutan; dan 10. Mengantisipasi isu lingkungan global.
Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
30 Bab 4 Seleksi Proses
Proses pembuatan Benzene, Toluen, Xilene (BTX) dari Nafta menggunakan proses Catalytic Reforming, Steam Craking, Dearomatisation, Fluidized catalytic craking dan Combination Proces for Pruducting LPG and Aromatic Rich Material from Naphta. Dari
lima proses tersebut akan dipilih salah satu proses yang bisa memproduksi untuk didirikan sebuah pabrik, seperti Gross Profit Margin (GPM), ketersedian bahan baku, tipikal kondisi proses, konversi dan selektifitas (reaksi kimia), sistem utilitas, produk samping dan limbah yang dihasilkan serta proses pendukung lainnya, seperti pemisahan
atau pemurnian
produk.
4.1
Gross Profit Margin (GPM) Gross Profit Margin adalah merupakan perkiraan secara global mengenai
keuntungan yang diperoleh dari penjualan produk utama dan produk samping dikurangi dengan biaya bahan baku, tanpa melihat biaya peralatan, biaya operasi, dan biaya perawatan. Untuk setiap 1 rupiah pendapatan perusahaan, perusahaan harus membayar beban usahanya. Presentase Gross Profit Margin ini dapat dijadikan sebagai indikator kesehatan suatu perusahaan. GPM yang dihasilkan dari ke lima teknologi proses dalam produksi benzen, toluen dan xilen (BTX) dari nafta masing-masing adalah Rp. 39.164,88/kg. Tabel 4.1 GPM dari Masing-masing Teknologi Proses
Proses
GPM (Gross Profit Margin)
Catalytic Reforming
Rp. 39.164,88/kg
Steam Craking
Rp. 39.164,88/kg
Dearomatisation
Rp. 39.164,88/kg
Fluidized catalytic craking
Rp. 39.164,88/kg
Combination Proces for Pruducting LPG and Aromatic Rich Material from Naphta
Rp. 39.164,88/kg
Jika presentase Gross Profit Margin-nya rendah, artinya beban penjualan perusahaan tinggi sehingga menyebabkan laba kotornya rendah. Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
31 4.2
Bahan Baku
Bahan baku dalam proses Catalytic Reforming, Steam Craking, Dearomatisation, Fluidized catalytic craking dan Combination Proces for Pruducting LPG and Aromatic Rich Material from Naphta adalah Nafta.
4.3
Tipikal Kondisi Proses
Penentuan pemilihan proses salah satunya berdasarkan suhu dan tekanan. Pembuatan Benzene, Toluen, Xilene (BTX) dari Nafta menggunakan proses Catalytic Reforming, Steam Craking, Dearomatisation, Fluidized catalytic craking dan Combination Proces for Pruducting LPG and Aromatic Rich Material from Naphta, dengan diketahui
suhu dan tekanan, maka kita mengetahui proses apa yang akan dipilih. Tabel 4.2 Kondisi Proses
Proses
Suhu (ºC)
Tekanan (atm)
Catalytic Reforming
371,11-565,55
69,045
Steam Craking
545
20
Dearomatisation
50-250
14,8-54,28
Fluidized catalytic craking
100-500
41,82
Combination Proces for Pruducting LPG and Aromatic Rich Material from Naphta
287,77
27,21
4.4
Konversi dan Selektifitas Tabel 4.3 Perbandingan Konversi dan Selektifitas Proses
Proses
Konversi (%)
Selektifitas (%)
Catalytic Reforming
40
52
Steam Craking
60
-
Dearomatisation
-
-
Fluidized catalytic craking
-
-
Combination Proces for Pruducting LPG and Aromatic Rich Material from Naphta
-
-
Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
32 4.5
Sistem Utilitas
Semua teknologi proses pembuatan BTX yaitu proses Catalytic Reforming, Steam Craking, Dearomatisation, Fluidized catalytic craking dan Combination Proces for Pruducting LPG and Aromatic Rich Material from Naphta membutuhkan unit tenaga
listrik, unit pengadaan air dan unit pengadaan pendingin reactor sebagai sistem utilitasnya. a. Unit tenaga listrik Unit tenaga listrik ini menyediakan listrik yang bertujuan sebagai tenaga penggerak untuk berlansungnya peralatan proses, keperluan pengolaha air, serta peralatan peralatan elektronik, maupun untuk penerangan. Apabila terjadi pemutusan arus atau matinya penerangan PLN, maka listrik di-suplay dari PLN dan dari generator sebagai cadangan apabila terjadinya gangguan pada PLN. b. Unit pengadaan air Unit ini berfungsi sebagai penyedian air dan mengolah air untuk memenuhi kebutuhan air sebagai berikut: 1. Air pendingin dan air pemadam kebakaran 2. Air konsumsi umum c. Unit pengadaan pendingin reaktor Unit ini bertujuan untuk menyediakan pendingin untuk reaktor 4.6
Produk Samping dan Limbah yang dihasilkan Tabel 4.4 Produk Samping
Proses
Produk Samping
Catalytic Reforming
Raffinat, C9+ dan purge, steam craking
Steam Craking
Hidrogen
Dearomatisation
Hidrogen, raffinat, gasolin
Fluidized catalytic craking
C9+, gasoline
Combination Proces for Pruducting LPG and Aromatic Rich Material from Naphta
Hidrogen
Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
33 4.7
Proses Pendukung Lainnya
Proses Catalytic Reforming, Steam Craking, Dearomatisation, Fluidized catalytic craking dan Combination Proces for Pruducting LPG and Aromatic Rich Material from Naphta mempunyai proses pendukung yang sama, yaitu destilasi dan ekstraksi.
4.7.1
Proses Catalytic Reforming Tabel 4.5 Proses Pendukung Catalytic Reforming
GPM (RP/Kg)
Bahan Baku
Rp.39.164,88 Lokal
4.7.2
Tipikal dan Kondisi Proses T= 371,11565,55 ºC P= 69,045 atm
Konversi dan Selektitas
Sistem Utilitas
Produk Samping
40 % dan 52 %
Unit Raffinate, tenaga C9+ dan listrik, air, purge. dan pendingin reaktor
Proses Pendukung Lainnya Destilasi dan Ekstrasi
Proses Steam Craking Tabel 4.6 Proses Pendukung Steam Craking
GPM (RP/Kg)
Bahan Baku
Rp.39.164,88 Lokal
4.7.3
Tipikal dan Kondisi Proses T= 545 ºC P= 20 atm
Konversi dan Selektitas
Sistem Utilitas
Produk Samping
Proses Pendukung Lainnya
60 %
Unit tenaga listrik, air, dan pendingin reaktor
Hidrogen
Destilasi dan Ekstrasi
Proses Dearomatisation Tabel 4.7 Proses Pendukung Dearomatisation
GPM (RP/Kg)
Bahan Baku
Rp.39.164,88 Lokal
Dibuat oleh
Tipikal dan Kondisi Proses T= 50250 ºC P= 14,854,28 atm
Konversi dan Selektitas -
Diperiksa oleh
Sistem Utilitas
Produk Samping
Proses Pendukung Lainnya
Unit tenaga listrik, air, dan pendingin reaktor
Hidrogen, refinat, dan gasolin
Destilasi dan Ekstrasi
Disetujui oleh
34 4.7.4
Proses Fluidized Catalytic Craking Tabel 4.8 Proses Pendukung Fluidized Catalytic Craking
GPM (RP/Kg)
Bahan Baku
Rp.39.164,88 Lokal
4.7.5
Tipikal dan Kondisi Proses T= 100500ºC P= 41,82 atm
Konversi dan Selektitas -
Sistem Utilitas
Produk Samping
Proses Pendukung Lainnya
Unit tenaga listrik, air, dan pendingin reaktor
C9+ dan gasolin
Destilasi dan Ekstrasi
Proses Combination Proces for Pruducting LPG and Aromatic Rich Material
from Naphta Tabel 4.9 Proses Pendukung Combination Proces for Pruducting LPG and Aromatic Rich Material from Naphta
GPM (RP/Kg)
Bahan Baku
Rp.39.164,88 Lokal
Tipikal dan Kondisi Proses T= 287,77ºC P= 27,21 atm
Konversi dan Selektitas -
Sistem Utilitas
Produk Samping
Proses Pendukung Lainnya
Unit tenaga listrik, air, dan pendingin reaktor
Hidrogen
Destilasi dan Ekstrasi
Proses Catalytic Reforming, Steam Craking, Dearomatisation, Fluidized catalytic craking dan Combination Proces for Pruducting LPG and Aromatic Rich Material from Naphta mempunyai proses pendukung yang sama yaitu destilasi dan ekstraksi.
4.8
Proses yang Terpilih
Proses yang ada dari kelima proses dapat dipilih menjadi satu proses yaitu Catalytic Reforming. Ini semua dilihat dari seletifitas yang tinggi dari proses yang lainnya.
Perbandingan dari salah satu proses yaitu pada proses steam craking kurang efisien karena tidak memiliki selektifitas.
Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
35 4.9
Uraian Proses yang Terpilih
Kondisi operasi dalam proses Catalytic Reforming ini dipilih dengan berdasarkan suhu, dan tekanan. Proses Catalytic Reforming berlansung di tahap awal hydrotreating, dimana di tahap hydrotreating terjadinya dehidrogenasi yaitu ada penghilangan platinum aluminium. Selanjutnya di proses reformasi katalik kemudian selanjutnya di proses destilasi. Diproses destilasi terjadi proses pemisahan umpan/feed berdasarkan perbedaan titik didihnya. Pada teknologi yang digunakan, terdapat empat buah proses destilasi. Destilasi pertama umpan berupa nafta yang dipisahkan menjadi heavy naphtha dan light naphta. Destilasi yang kedua, ketiga, dan keempat digunakan untuk memisahkan fraksi
aromatik BTX menjadi benzen, toluen, dan xilen. Catalytic Reforming merupakan proses utama dalam produksi BTX, yang
mengubah nafta oktan rendah menjadi gasolin dengan nilai oktan yang tinggi serta menghasilkan banyak hidrokarbon aromatis pada BTX. Umpan dari proses Catalitic Reforming berupa Straight Run Naphta, thermally cracked naphta, catalitically cracked naphta, hydrocrackate, maupun campurannya. Pada tahap awal, nafta akan mengalami
proses desulfurasi yaitu untuk menurunkan kandungan sulfur pada umpan. Pengurangan sulfur berguna untuk menghindari terjadinya keracunan katalis pada unit reformasi katalitik. Kemudian pada langkah kedua yaitu proses reformasi katalitik, dimana low-sulfur naphtha akan megalami proses reformed dengan bantuan katalis. Dimana pada proses
reformed ini rantai hidrokarbon lurus menjadi cincin benzen sehingga terbentuk senyawa aromatik. Selanjutnya adalah proses distilasi, pada unit ini umpan akan terfraksi menajdi benzen, toluen, dan xilen (BTX). Reforming hidrokarbon merupakan suatu metode yang digunakan untuk menaikan nilai oktan dan konsentrasi aromatik pada fraksi hidrokarbon tersebut, katalis yang digunakan platinum, suhu yang digunakan berkisar antara 700-1.050 ºF dengan tekanan berkisar antara 25-1.000 psig (Vorhis, Jr. et. al, 1980).
Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
36 Bab 5 Kesimpulan
Pabrik BTX yang berbahan baku dari nafta akan dibangun di Kecamatan Medang Kempai, tepatnya di Kawasan Pelintung, Dumai Provinsi Riau-Indonesia. Pabrik ini akan memenuhi kebutuhan BTX di dalam negeri dan kelebihannya akan di ekspor keluar negeri. Metode proses pembuatan ada lima proses yaitu, Catalytic Reforming, Steam Craking, Dearomatisation, Fluidized catalytic craking dan Combination Proces for Pruducting LPG and Aromatic Rich Material from Naphta. Proses yang dipilih pada lima proses yaitu,
proses Catalytic Reforming. Kapasitas pabrik yang akan didirikan sebesar 935.000 ton/ tahun.
Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
Daftar Pustaka
Aittamaa, J., Ignatius, J., Lindgren, E., Lonka, S., Markkanen, V. (1997). Process of Dearomatization of Petroleum Distillates. European Patent Application. EP0794241A2. Badan Pusat Stastik. (2017) Statistik Indonesia Tahun 2017. Bonacci, J,Cherry H. (1975). Combination Process For Production LPG and Aromatic Rich Material from Naphtha. New York. 3,928,174 Burdick, D.L, and W.L. Leffler. (2001). Petrochemicals In NonThecnical Language. Pennwell Corparotion. Oklahoma. Eng, Jackson et.,al. (1964). Preparation of Steam Cracked Naphtha For Benzene Recovery. 3,400,169 Jones,D.S.J dan Pujado, P.P (2006). Handbook of Petroleum Processing. Springer. The Netherlands Kementerian Perindustrian Republik Indonesia. (2014). Profil Industri Petrokimia Hulu. Matar, S. L.F. Hatch. (2000). Chemistry of Petrochemical Processes. Gullp Publishing Company. Texsas. Nasution, A.S, Sijabat, O, Haris A, Morina. Vol No.2. Proses Reformasi Katalitik. Oil & Gas Journal DataBook. (2008). Oklahoma: PennWell Peraturan Menteri Perindustrian Nomor 14 Tahun (2010) tentang Peta Panduan (Road Map) Pengembangan Klaster Industri Petrokimia. Timkent, H.K.C, Gerrard. St.Philip, JA. (1997). Production of Benzene, Toluene, and Xylene (BTX) from FCC Naphtha. Woodbury. 5,685,972. Vasant, L.B, Kety, T.X. (2008) Steam Craking with Naphtha Dearomatization. 0194900 A1. Vorhis, F.H, Jr, et al., (1980). Catalytic Reforming of Naphtha Fractions. Chevron Research Company. San fransisco. 4,222,854. Wiinsch, J.R. (2000). Polystyrene- Synthesis, production and Applications. United Kingdom: Rapra Technology LTD. Yaws, C. L. (1997). Handbook Of Chemical Compound Data for Process Safety. Y.A. Khalid, and Elkamel A. (2010). Planing and Integration of Refinery and Petrochemical Operations. Saudi Arabia. Zhangli, J., Hu, B., & Liu, K. ( 1993). Vapor-liquid equilibrium for ternary mixtures of benzene, toluene, and p-xylene. Chines Journal of Chemical Engineering. 1. 47-51.
Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
LAMPIRAN A PERHITUNGAN GPM ( Gross Profit Margin) Tabel A.1 Perhitungan Mr Nafta Nama benzene toluene p-xylene m-xylene o-xylene etilbenzene propana isobutana n-butana isopentana n-pentana siklopentana n-heksana metil sikloheksana sikloheksana n-heptana n-oktana metil siklopentana isoheksana isoheptana dimetil siklopentana isooktana trimetil siklopentana dimetil sikloheksana trimetil sikloheksana nonana tetrametil sikloheksana dekana pentil sikloheksana undekana C9+ aromatik MR
Dibuat oleh
Berat Molekul 78.114 92.141 106.167 106.167 106.167 106.167 44.097 58.123 58.123 72.15 72.15 70.134 86.177
Persentasi 1.45 4.06 0.92 2.75 0.87 0.52 0.79 1.28 3.43 5.62 6.19 0.64 5.3
Total 1.182063244 3.904116677 1.019345022 3.046955229 0.963945836 0.576151534 0.363563244 0.776429138 2.080587456 4.231715717 4.660911083 0.468438322 4.766625965
98.188 84.161 100.204 114.231
7.57 3.26 4.65 3.43
7.757077437 2.863336047 4.862748904 4.089045398
84.161 86.177 100.204
2.58 6 4.55
2.266075767 5.396180338 4.758173659
98.18606 114.231
2.77 4.24
2.838398938 5.054680025
112.21264
1.52
1.780037704
112.21264
5.23
6.124734995
126.23922 128.2551
3.63 5.93
4.782387483 7.937306857
140.2658 142.28168
1.66 3.41
2.429985681 5.063457825
154.29238 156.30826 402.65448 3410.34226
1.04 0.53 3.31 99.13
1.674640735 0.864572926 13.90927081 112.49296
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
1. Gross Profit Margin (GPM) Proses Catalytic Reforming
Reaksi yang terjadi pada proses adalah Reaksi yang terjadi pada proses dua tahap adalah Metil sikloheksana
Toluen + 3 H2
Dimetil sikloheksana
Metil sikloheksana + 3 H2
Tabel A.2 Gross Profit Margin (GPM) Proses Catalytic Reforming Reaktan
Produk
Dimetil sikloheksana
Toluen
Hidrogen
Koefisien reaksi
1
1
6
Berat molekul (g/gmol)
112,21264
92,141
2
Massa (gram)
112,21264
92,141
12
Massa/massa Toluen
1,2178
1
0,113
Harga/g (Rp)
5,4
736,8
47,6
GPM = (Harga x Massa/massa Toluen)Produk - (Harga x Massa/massa Toluen)Reaktan = (Rp736,8 x 1 + 47,6 x 0,113) – (Rp5,4 x 1,2178) = Rp 742,18 – Rp 6,576 kg Toluen = Rp 735,6 kg Toluen
2. Gross Profit Margin (GPM) Proses Catalytic Reforming
Reaksi yang terjadi pada proses adalah Sikloheksana
Benzen + 3 H2
Metil siklopentana
Sikloheksana + 3 H2
Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
Tabel A.3 Gross Profit Margin (GPM) Proses Steam Craking Reaktan
Produk
Metil siklopentana
Benzen Hidrogen
Koefisien reaksi
1
1
6
Berat molekul (g/gmol)
84,161
78,114
2
Massa (gram)
84,161
78,114
12
Massa/massa Benzen
1,08
1
0,154
Harga/g (Rp)
5,4
1.214,3
47,6
GPM = (Harga x Massa/massa Benzen)Produk - (Harga x Massa/massa Benzen)Reaktan = (Rp1.214,3 x 1 + 47,6 x 0,154) – (Rp5,4 x 1,08) = Rp 1.221,63 – Rp 5,832 kg Benzen = Rp 1.215,8 kg Benzen
3. Gross Profit Margin (GPM) Proses Catalytic Reforming
Reaksi yang terjadi pada proses adalah Dimetil sikloheksana 2,5 dimetil heptana
p-xylen+ 3 H2 Dimetil sikloheksan+ 3 H2
Tabel A.4 Gross Profit Margin (GPM) Proses Catalytic Reforming Reaktan
Produk
2,5 dimetil heptana
Xylen
Hidrogen
Koefisien reaksi
1
1
6
Berat molekul (g/gmol)
100,204
106,167
2
Dibuat oleh
Diperiksa oleh
Disetujui oleh
