13 0 2 MB
MAKALAH PROSES INDUSTRI KIMIA “PEMBUATAN ETHYLEN DI PT CHANDRA ASRI PETROCHEMICAL ”
Disusun Oleh: 1. Chintya Oktariyensi (061840421427) 2. Etyka Rahmasari (061840421431) 3. Raka Ade Dwi Cahaya (061840421651) Kelas: 3 KIA
Jurusan Teknik Kimia Program Studi Teknologi Kimia Industri Politeknik Negeri Sriwijaya 2019
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum. Wr. Wb. Puji dan syukur saya ucapkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmatNYA, sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini. Tidak lupa shalawat serta salam selalu kami curahkan kepada junjungan kita Nabi besar Muhammad SAW yang telah membimbing umatnya di jalan yang benar. Kami ucapkan terimakasih kepada pihak-pihak yang sudah membantu dalam penyusunan makalah ini. Makalah ini kami susun berdasarkan tugas dari mata kuliah Proses Indutri Kimia yang berjudul “Pembuatan Etilen di PT Chandra Asri Petrochemical”. Kami menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini masih banyak kekurangan, oleh sebab itu kami sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun. Wassalamu’alaikum. Wr. Wb.
Palembang, November 2019
Penyusun
2
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ii DAFTAR ISI
...................................................................................... iii
BAB 1 PENDAHULUAN.......................................................................................4 1.1 Sejarah dan Perkembangan Pabrik............................................................ 4 1.2 Lokasi Pabrik
.........................................................................................9
1.3 Produk Yang Dihasilkan...........................................................................12 BAB II PEMBAHASAN....................................................................................15 2.1 Spesifikasi Alat, Bahan Baku & Produk........................................................ 15 2.11 Spesifikasi Alat ....................................................................................15 2.12 Spesifikasi Bahan Baku..........................................................................25 2.13 Spesifikasi Produk.................................................................................25 2.2 Proses Pembuatan Etilen................................................................................ 27 2.3 Diagram Alir
................................................................................... 32
2.4 Neraca Massa
................................................................................... 33
BAB III PENUTUP
..................................................................................... 37
3.1 Kesimpulan
..................................................................................... 37
DAFTAR PUSTAKA
.....................................................................................38
3
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Sejarah dan Perkembangan Pabrik PT. Chandra Asri Petrochemical adalah pabrik yang bergerak dalam bidang industri petrokimia olefin. PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk. (CAP) adalah industri hulu yang bergerak dalah bidang industri kimia petrokimia olefin. Pabrik petrokimia ini mengolah lebih lanjut hasil penyulingan minyak bumi dan gas alam berupa Naphta, Liquified Petroleum Gas (LPG) dan Heavy Natural Gas Liquified (H-NGL). Produk utama industri olefin yaitu ethylene dan propylene. Kedua produk tersebut merupakan bahan baku industri petrokimia hulu yang memproses lebih lanjut diantaranya polyethylene dan polypropylene (pellet plastik). PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk memiliki empat plant yaitu olefin plant, polyethylene plant, polypropylene, dan butadiene plant. Produk dari PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk berupa bahan baku dari berbagai industri petrokimia hilir, seperti industri lembaran film, plastik, kain sintetik, obat-obatan, pestisida dan lain-lain. PT Chandra Asri Petrochemical, Tbk. merupakan mata rantai ayng melengkapi kesempurnaan rangkaian industri petrokimia Indonesia dengan memberikan masa depan cerajh bagi kepentingan dunia plastik nasional. Pendirian PT Chandra Asri Petrochemical ampu menciptakan stabilitas harga bahan baku industri plastik serta pemerintah dapat menghemat devisi negara hinga US$ 1 milyar setiap tahun dengan adanya penanaman modal asing. Pertimbangan dasar berdirinya PT Chandra Asri Petrochemical, Tbk. adalah untuk memenuhi kebutuhan dasar dari industri plastik. Keberadaan PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk sangat penting dalam menunjang peningkatan kesejahteraan sosial di Indonesia. Keuntungan-keuntungan yang diperoleh dengan adanya pembangunan pabrik ini antara lain: Menempatkan Indonesia pada skala industri petrokimia internasional Penghematan devisa dengan adanya Penanaman Modal Asing (PMA) Menyediakan bahan baku pada Intermediate Petrochemical Industries dan Downstream Plastic Industries Menciptakan lapangan pekerjaan bagi penduduk Indonesia Mengendalikan dan menstabilkan harga bahan baku 4
Sebagai sumber devisa negara dan alih teknologi Pembangunan PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk sendiri dimulai pada tahun 1989 dengan bergabungnya kelompok pengusaha besar, yaitu Bimantara Group, Napan Group, dan Barito Pasifik Group dengan status Penanaman Modal Dalam Negeri (PMDN). Namun usaha pendirian pabrik ini sempat berhenti karena adanya peraturan pemerintah mengenai pinjaman luar negeri. Tak lama setelah itu, tepatnya pada tanggal 14 Agustus 1992, PT. Chandra Asri mengubah statusnya menjadi Penanaman Modal Asing (PMA) dengan pemiliknya adalah Siemene International Ltd. (65%), Stallion Company Ltd. (10%) dan Japan Indonesia Petrochemical Investment corporation (25%), yang menanamkan modalnya sebesar US$ 2 milyar sehingga menjadi industri swasta terbesar yang dikelola Indonesia. Selama tahun 1997 sampai tahun 2004, terjadi tiga kali pergantian kepemilikan saham. Adapun kepemilikan saham PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk saat ini adalah IPIC (49,55%), JIPIC (24,59%), dan G&PI (25,86%).Perkembangan PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk disajikan pada Tabel. Perkembangan PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk Tanggal Maret, 1989
Data dan Peristiwa PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk didirikan oleh Pudji Budi Santoso dan Suryanto, sekaligus sebagai pemegang
1990
saham pertama. Pudji Budi Santoso dan Suryanto menarik diri, kemudian
11 Maret 1991
digantikan oleh Prajogo Pangestu dan Henry Pribadi. Pembangunan PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk dimulai dengan pemasangan tiang pancang pertama oleh Menteri Perindustrian Republik Indonesia di atas lahan seluas 120 hektar di kawasan Industri Panca Puri desa Gunung Sugih, Kecamatan
Ciwandan,
Anyer.
Pembangunan
proyek
dilakukan oleh perusahaan konstruksi Jepang, Tokyo Engineering Co. yang menggunakan sistem Engineering Procurement Construction (EPC). Pembangunan ini selesai 12 Oktober 1991
pada tahun 1995 sebagai pembangunan tahap pertama. Pembangunan pabrik terhenti karena adanya peraturan pemerintah tentang pinjaman luar negeri yang menyebabkan proyek pembangunan terkena penjadwalan ulang Tim Koordinasi Pengelolaan PKLN (Pinjaman Komersial Luar 5
Kuartal I, 1992
Negeri). Proyek pembangunan pabrik dilanjutkan kembali dan memperoleh perhatian dari beberapa perusahaan asing, seperti Marubeni Co., Showa Denko Co, Toyo Engineering Co. dan Asahimas Chemical Co. Ltd. yang berasal dari Jepang serta Nestle dan Finfund dari Finlandia. Tetapi, Toyo Engineering Co. dan Asahimas Chemical Co. Ltd. serta dua perusahaan dari Finlandia menarik diri, sedangkan yang lainnya
Kuartal II, 1992
membentuk
Japan
Indonesian
Petrochemical
Investment Co. (JIPIC) yang dipimpin oleh Marubeni Co. Bambang Triatmojo (PT. Bimantara Citra) ikut bergabung tetapi tidak bertahan lama. Pada tahun yang sama digantikan oleh Siemens International Ltd. dan Stallion Company Ltd. yang berkedudukan di British Island yang bekerjasama dengan Japan Indonesian Petrochemical Investment Co yang terdiri
14 Agustus 1992
dari
Marubeni
Corporation,
Showa
Denko
Corporation dan Toyo Engineering Corporation. Pembangunan pabrik dilanjutkan kembali dengan perubahan status menjadi Penanaman Modal Asing (PMA). Akibat perubahan
status
tersebut
menyebabkan
komposisi
pemegang saham berubah, yaitu Siemens International Ltd. (65%), Japan Indonesian Petrochemical Investment Co. 28 Januari 1995 18 April 1995
(25%), dan Stallion Company Ltd. (10%). Pembangunan Ethylene Plant selesai. Pembangunan Linier Low Density Polyethylene (LLDPE)
4 Mei 1995 5 Mei 1995
Plant selesai. Start-up pertama Ethylene Plant. Produksi olefin pertama dari
18 Juni 1995 31 Juli 1995 31 Agustus 1995 16 September 1995
Petrochemical, Tbk. Start-up pertama LLDPE Plant. Pembangunan High Density Polyethylene (HDPE) Plant. Start-up pertama HDPE Plant. PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk. diresmikan oleh
PT.
Chandra
Asri
Presiden Soeharto sebagai industri petrokimia hulu pertama 2006
di Indonesia. Kepemilikan saham PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk. 6
didominasi oleh Inter Petrindo Inti Citra atau Barito Group (49,55%), Gletzer dan Putnam (25,86%), dan Termasek November, 2010
Holding (24,59%). PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk. melakukan merger
Januari, 2011
dengan PT. Tripolyta Indonesia. Peresmian merger (bergabung) serta penggunaan nama baru
18 Januari 2012
PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk. Dilakukan pembangunan pabrik Butadiene pertama di
Kuartal III, 2013
Indonesia yaitu Petrokimia Butadiene Indonesia. Peresmian pabrik Butadiene pertama di Indonesia yaitu Petrokimia Butadiene Indonesia oleh Menteri Perindustrian bersama
Menteri
Perdagangan yang disaksikan oleh
Gubernur Banten beserta jajaran manajemen PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk. Kapasitas produksi pabrik ini adalah 100.000 ton/tahun. Butadiene ini merupakan bahan baku yang digunakan dalam produksi SBR, ABS,dan SBL. Dilakukan “Ethylene Cracker Complex Expansion (ECCx) Project” untuk menaikkan kapasitas ethylene dari 550.000 Januari, 2016
ton/tahun menjadi 860.000 ton/tahun. Dilakukan Start-up Ethylene Plant setelah “Ethylene
April, 2016
Cracker Complex Expansion (ECCx) Project” Produksi Ethylene mencapai 100 ton/jam (kapasitas 860.000 ton/tahun)
Saat ini, PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk telah menggandeng 2 entitas: PT. Styrindo Mono Indonesia (SMI) dan PT. Petrokimia Butadiene Indonesia (PBI). Styrindo Mono Indonesia (SMI) merupakan satu-satunya produsen Styrene Monomer dilengkapi denga dua unit panrol ethyl benzene di Indonesia yang melayani baik industri hilir domestik dan pasar ekspor regional. Lokasi SMI terletak di Puloampel, Serang dan berada sekitar 40 km. Sedangkan, Petrokimia Butadiene Indonesia (PBI) merupakan pabrik butadiene pertama di Indonesia yang menghasilkan Butadiene untuk memenuhi kebutuhi kebutuhan pasar regional yang memanfaatkan mixed C4 produk unit naphta cracker. PT. Chandra Asri Petrochemical Tbk merupakan salah satu pabrik petrokimia yang dalam operasinya menghasilkan Ethylene 860.000 ton/tahun, Propylene 470.000 ton/tahun, Crude C4 7
315.000 ton/tahun, Pyrolisis Gas 400.000 ton/tahun, Polyethylene 336.000 ton/tahun, Polypropylene 480.000 ton/tahun. Bahan baku yang digunakan PT. Chandra Asri Petrochemical Tbk berupa Naptha yang didatangkan dari PT. Pertamina Refinery Unit IV Cilacap ataupun diimpor dari Arab Saudi sedangkan gas N2 dibeli dari perusahaan nasional yang ada yaitu PT. Air Liquid serta untuk katalis-katalis yang digunakan pada pembuatan High Density Polyethylene berupa katalis B. PT. Chandra Asri Petrochemical Tbk memiliki 3 plant utama yaitu: 1. Ethylene Plant Ethylene plant menggunakan lisensi teknologi dari Lummus Crest Technolgy (LCT) dari USA dengan kapasitas design 860.000 ton/tahun ethylene serta 400.000 ton/tahun pyrolisis gasoline. 2. Polyethylene Plant 2.1. Linear Low Density Polyethylene (LLDPE) Plant LLDPE plant menggunakan lisensi dari Union Carbide Chemical and Plastic Company Inc. (UNIPOL) dari USA. LLDPE plant memproduksi low density polyethylene menggunakan proses polimerisasi fasa gas dalam sebuah reaktor fluidized bed, dengan kapasitas design sebesar 236.000 Metrik ton/tahun. 2.2. High Density Polyethylene (HDPE) Plant HDPE plant menggunakan lisensi teknologi dari Showa Denko Kk., (SDK) dari Jepang. HDPE plant memproduksi high density polyethylene melalui proses polimerisasi monomodal dan bimodal dengan menggunakan vertical loop jacket reactor, dengan kapasitas design sebesar 100.000 Metrik ton/tahun. 3. Polypropylene Plant Polypropylene plant menggunakan lisensi dari Union Carbide Chemical and Plastic Company Inc. (UNIPOL) dari USA dengan kapasitas 480.000 Metrik Ton/tahun. Dimana polypropylene dihasilkan menggunakan proses polimerisasi adisi. Produk ethylene yang dihasilkan oleh PT. Chandra Asri Petrochemical Tbk sebagian besar dipergunakan sendiri sebagai bahan baku untuk polyethylene plant, dan sebagian lagi dijual kepada industri hilir lainnya seperti PT. Lotte Titan Petrochemical, PT. Sulfindo Adiusaha, dan PT. Polychem Indonesia yang di distribusikan melalui jalur perpipaan.
8
Logo PT. Chandra Asri Petrochemical Tbk adalah sebagai berikut,
Gambar 1.1. Logo PT. Chandra Asri Petrochemical (Sumber: Dokumen HRD PT. Chandra Asri Petrochemical Tbk, 2018) Logo PT. Chandra Asri Petrochemical Tbk sebagai identitas visual melambangkan keinginan perusahaan untuk memberikan nilai tambah bagi industri petrokimia dengan cara mengkombinasikan tiga pilar sumber daya manusia, teknologi modern dan modal yang disimbolkan dengan tiga warna berbeda. Sedangkan enam buah garis bergelombang menggambarkan integrasi ketiga elemen demi memberikan kepuasan kepada stake holder. Dan bentuk oval menggambarkan bahwa integrasi ketiga elemen akan mampu mencapai kesinambungan dunia. PT. Chandra Asri Petrochemical Tbk memilik visi, yaitu: “Menjadi Perusahaan Petrokimia Terkemuka dan Pilihan Indonesia.” Misi PT. Chandra Asri Petrochemical Tbk, yaitu: “Terus berkembang dan mengukuhkan posisi kepemimpinan perusahaan melalui integrasi, pengembangan sumber daya manusia dan kemitraan terpilih, secara berkelanjutan yang akan berkontribusi terhadap pertumbuhan indonesia.”
1.2 Lokasi Pabrik Pabrik PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk. terletak di Kawasan Industri Barat Cilegon, di tepi Jalan Raya Anyer km. 123. Memiliki tanah dengan luas 120 Ha, di mana di dalamnya termasuk area manufaktur, kantor, gudang, masjid, klinik, dan area perluasan pabrik. PT. Chandra Asri Petrochemical Tbk.
terletak di Desa Gunung Sugih, Kecamatan Ciwandan, Kota Cilegon, Provinsi Banten, dengan kantor pusat berada di Wisma Barito Pacific Tower A, Jalan 9
Letjen S. Parman, Jakarta Barat. Pabrik ini berada di kawasan industri Pancapuri di Kawasan Industri Barat Cilegon (milik PT. Krakatau Industrial Estate Cilegon). PT. Chandra Asri terletak pada 0,6°1,7’ LS dan 105°56,1’ BT. Selain PT. Chandra Asri terdapat pula industri petrokimia lainnya, seperti PT. Asahimas Chemical, PT. Dong Jin, PT. NSI (Nippon Shokubai Indonesia). Peta lokasi PT. Chandra Asri dapat dilihat pada Gambar 1.1 berikut:
Gambar 1.2.Lokasi PT. Chandra Asri (Sumber: Dokumen HRD PT. Chandra Asri Petrochemical Tbk, 2018)
Adapun dasar pemilihan lokasi pabrik PT. Chandra Asri adalah sebagai berikut: Ciwandan merupakan wilayah kawasan industri Cilegon yang ditetapkan oleh pemerintah. Kawasan Industri Anyer-Cilegon-Merak dapat dilihat dalam Gambar 1.2. Lokasinya tidak terlalu jauh dari kantor pusat (head office) sehingga memudahkan koordinasi. Posisi yang dekat dengan laut sehingga memudahkan transportasi bahan baku (suplai bahan baku dan bahan penunjang menggunakan alat transportasi laut) dan produk serta dapat memanfaatkan air laut dalam sistem utilitas. Memudahkan distribusi dan pemasaran produk baik produk utama maupun produk samping karena letak pabrik berdekatan dengan pabrik-pabrik petrokimia hilir yang membutuhkan bahan baku dari PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk. 10
Gambar 1.3. Kawasan Industri Anyer-Cilegon-Merak (Sumber: Dokumen HRD PT. Chandra Asri Petrochemical Tbk, 2018) Sebagaimana layaknya penentuan lokasi pabrik yang didasarkan atas tinjauan berbagai aspek, penentuan lokasi pabrik PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk juga didasarkan atas berbagai pertimbangan – pertimbangan, antara lain: 1. Ketersediaan bahan baku Bahan baku utama pabrik ini adalah naphta yang sebagian besar kebutuhannya dari Timur Tengah. Pendirian pabrik dilakukan di dekat pelabuhan guna memudahkan transportasi bahan baku dari produsen ke pabrik. 2. Penyediaan Utilitas Ketersediaan utilitas seperti air dan energi listrik yang cenderung mudah juga mendukung pemilihan lokasi pendirian pabrik tersebut. Keberadaan pabrik yang berbatasan langsung dengan pantai dan sungai memudahkan pemenuhan kebutuhan air untuk keperluan industri. Air proses diperoleh dari PT. Peteka Karya Tirta dan PT. Krakatau Tirta Industri (PT. KTI). Kebutuhan air pendingin menggunakan air laut, dengan penggunaan beberapa treatment tertentu. Pemenuhan kebutuhan listrik dipasok dari PLTU Suralaya, yang dimana jalur pemasokan listrik dari PLTU ini melewati kota Cilegon yang juga merupakan lokasi pendirian pabrik. 11
3. Sarana Transportasi Penentuan kota Cilegon sebagai lokasi pabrik juga didasarkan pada ketersediaan sarana dan prasarana transportasi yang baik. Transportasi bahan baku naphta yang sebagian besarnya dipasok dari timur tengah maupun sebagian propilen impor dilakukan melalui sarana transportasi air sehingga lokasi di dekat pantai sangat memudahkan. Transportasi alat-alat berat, logistik, maupun karyawan dan lain-lain sangat mudah diakses lewat jalur darat. Dalam pendistribusian produk lewat jalur darat dipermudah dengan adanya jalur transportasi seperti jalan raya dan kereta api.
1.3 Produk Yang Dihasilkan PT Chandra Asri Petrochemical Tbk merupakan perusahaan yang memproduksi Olefins dan Polyethylene (PE), di mana produk-produk tersebut merupakan salah satu bahan baku dari jenis-jenis plastik yang biasa digunakan sehari-hari. Berikut adalah produk-produk yang dihasilkan oleh PT Chandra Asri Petrochemical:
a) Ethylene
Ethylene merupakan bentuk yang paling sederhana dari Olefins yang mengandung ikatan rangkap dua antara atom karbon. 12
Ethylene
diolah
kembali
dan
akan
menghasilkan
produk
polyethylen dan styren monomer. Rumus Kimia Ethylen
Rumus Kimia Polyethylen
Produk Polyethylen
b) Propylene Propylene merupakan bentuk paling sederhana kedua dari Olefins. Propylene akan menghasilkan produk Polypropylene yang merupakan salah satu polimer serbaguna yang digunakan untuk pengaplikasian kemasan.
Rumus Kimia Propylen c)
Produk Propylen
Py-Gas/Pyrolysis Gasoline Pyrolysis Gasoline/Py-Gas merupakan salah satu bahan hasil olahan dari
Nafta yang memiliki kandungan aroma yang tinggi. Py-Gas adalah hasil produk dari pengolahan dari Naphtha Steam Cracking pada saat proses produksi ethylene dan propylene. Py-Gas dapat diproses lebih lanjut lagi untuk menghasilkan komponen bernilai tinggi seperti Benzene, Toluene, dan Xylene. Toluene atau yang sering disebut sebagai metilbenzena ataupun fenilmetana, yaitu suatu cairan bening tak berwarna yang tidak larut dalam air dan memiliki aroma seperti pengencer cat dan berbau harum seperti benzene. Xylene atau Xylol atau dimetilbenzana merupakan hidrokarbon aromatik yang terdiri dari benzene yang berikatan dengan dua metil dan dapat diproduksi melalui reformasi katalik naphtha. d)
Crude C4 13
Mixed C4 merupakan salah satu produk dari steam cracking process. Mixed C4 adalah bahan baku untuk pabrik Butadiena yang merupakan komponen penting dalam pembuatan karet sintetis.
Produk Butadiene e)
Pyrolysis Fuel Oil/PFO/Bio-Oil Pyrolysis Fuel Oil (PFO) Merupakan produk bawah dengan menggunakan Naphtha Steam Cracking. PFO
adalah cairan yang berisikan campuran hidrokarbon aromatik yang lebih berat. PFO dapat dimanfaatkan sebagai sumber bahan bakar atau sebagai bahan baku untuk memproduksi Carbon Black. f)
Synthetic Rubber Synthetic Rubber Merupakan produk baru yang mencampurkan Styrene Monomer dengan Butadiene.
Produk Olahan Synthetic Rubber
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Spesifikasi Alat, Bahan Baku Dan Produk Spesifikasi Alat 14
Reaktor
Kode
: R-101
Fungsi
: tempat terjadinya reaksi cracking etana menjadi
etilen. Jenis
: Non-isotermal non-adiabatik multitube plug flow
reaktor. Bahan : Nickel alloy SB-162 Kondisi Operasi P : 1 atm. T : 727-1027 0C Menara distilasi de-methanizer
de-ethanizer
ethylene tower
Kode
MD-101
MD-102
MD-103
Fungsi
Memisahkan
memisahkan
memisahkan
metana dari
etana dari
etilen dari
Campuran
campuran
campuran
Hidrokarbon
hidrokarbon
hidrokarbon
Jenis
Bahan
Jumlah
Sieve tray plate Sieve tray plate
Sieve tray plate
Tower
tower
Tower
SA-353 9% Nikel
SA-353 9% Nikel SA-353 9% Nikel
Alloy
alloy
Alloy
1
1
1
30 atm
30 atm
15 atm
KondisiOperasi Tekanan
15
Suhu Feed :
-36 C
16 C
-21.5 C
Suhu Top :
-93 C
8.5 C
-37.5 C
Suhu Bottom:
16 C
135 C
-16.5 C
Atas :
5.133 m
4.7672 m
5.2427 m
Bawah :
4.786 m
3.8265 m
4.6038 m
Tinggi :
30.65 m
27.9358 m
85.2919 m
Tipe :
Elliptical head
Elliptical head
Elliptical head
Tebal :
1,375 in
2 in
1,25 in
Tinggi :
1,25 m
1,0839 m
1,2739 m
Sieve Tray
Sieve Tray
Sieve Tray
Kolom Diameter
Head
Plate
Tipe:
16
Jumlah:
11
11
72
Feed plate:
3
7
24
Plate Spacing:
0,9 m
0,9 m
0,9 m
Bahan:
Asbestos
Asbestos
Asbestos
Tebal:
20 cm
5 cm
9,2 cm
Kondenser I
Kondenser II
Kondenser III
Kode
E-111
E-113
E-115
Tipe
Shell and tube
Shell and tube
Shell and tube
Bahan
SA-353 9% Nickel SA-353 9% Nickel
SA-353 9% Nickel
Alloy
Alloy
Alloy
Jumlah
2 buah
1 buah
1 buah
Beban panas
150.000.000
119.000.000
177.000.000
Isolasi
Kondenser
(BTU/hr)
17
Shell: Fluida
Hasil atas MD 101
Hasil atas MD 102
Hasil atas MD 103
(De-methanizer)
(De-ethanizer)
(Ethylene Tower)
Jumlah (kg/jam)
662.000
415.100
457.298,6
Suhu masuk (oC)
-73
-8
-37,5
Suhu keluar (oC)
-97
-11
-75,25
ID shell (in)
42
39
42
Baffle (in)
10
10
10
Pass
2
Pressure Drop
0,622
2
2
0,01
0,02
MCR
MCR
MCR
165.000
20.000
76.000
-110
-110
-110
(psi)
Tube
Fluida
Jumlah (kg/jam)
Suhu (oC)
masuk
18
Suhu (oC)
keluar
OD tube (in)
ID tube (in)
BWG
Panjang (ft)
Jumlah tube
Susunan
Pitch (in)
Pass
Pressure Drop
-90
-32
-70
0,5
0,5
0,5
0,402
0,402
0,402
18
18
18
20
12
12
2816
1500
2816
Triangular
Triangular
Triangular
15/16
15/16
15/16
4
4
4
0,163
2
0,7
19
(psi)
0,001
0,001
0,001
0,001
0,0013
0,0013
Rd required
Rd calculated
Reboiler Reboiler I
Reboiler II
Reboiler III
Kode
E-112
E-114
E-116
Tipe
Kettle
Kettle
Kettle
Bahan
Carbon Steel
Carbon Steel
9% Nickel Alloy
Jumlah
1buah
1 buah
1 buah
Beban panas (J/s)
11.200.000
26.700.000
45.100.000
Shell: Fluida
Hasil bawah MD Hasil bawah MD
Hasil bawah MD
101 (De-
102 (De-
103 (Ethylene
methanizer)
ethanizer)
Tower)
Jumlah (kg/jam)
607.372
356.292
456,032
Suhu masuk (oC)
10,6
111,2
-17,7
Suhu keluar (oC)
16
130,8
-17,7
IDshell (in)
42
42
42
10
10
10
Baffle (in)
20
Pass Pressure Drop
1
1
1
0,1
3,8
4,75
Fluida
Steam
Steam
Steam
Jumlah (kg/jam)
21.255
55.838
83.140
Suhu masuk (oC)
180
180
180
(psi) Tube
Heat exchanger
Kode
E-100
E-101
E-102
Tipe
Shell and tube
Shell and tube
Shell and tube
Bahan
9% Nickel Alloy
9% Nickel Alloy
9% Nickel Alloy
Jumlah
1buah
1 buah
1 buah
Beban panas (J/s)
13.800.000
5.726.970
13.109.952
Bottom MD 103
Keluaran E-100
KeluaranK-101
Shell: Fluida
(Ethylene Tower) Jumlah (kg/jam)
227.500
227.500
227.500
Suhu masuk (oC)
-18
-18
25
Suhu keluar (oC)
-18
35
130
IDshell (in)
39
40
29
10
10
10
Baffle (in) Pass
1
1
1 21
Pressure Drop
0,1
0,1
0,9
Steam
Bottom MD 102
Keluaran E-103
(psi) Tube: Fluida
(De-Ethanizer) Jumlah (kg/jam)
25.840
108.800
227.500
Suhu masuk (oC)
133
135,5
465
Kompresor Kompresor 1
Kompresor 2
Kompressor 3
Kode
K-102
K-103
K-104
Fungsi
Menaikan
Menaikan
Menaikan
tekanan gas
tekanan gas
tekanan gas
keluaran E-105
keluaran E-106
keluaran E-107
P (in), atm
1
7
20
T (in), 0C
200
200
120
P (out), atm
7
20
31
T (out), 0C
375
288
155
Flow rate
228.034 kg/jam
228.034 kg/jam
228.034 kg/jam
Jenis
Centrifugal
Centrifugal
Centrifugal
Np (rpm)
4.100
8.100
8.100
Eff.polypropic
0,78
0.77
0,77
Head (ft)
27.162
13.381
3.942
Kondisi operasi:
22
Jumlah stage
3
2
1
Power (HP)
9.115
4.548
1.340
Penggerak
Steam turbin
Steam turbin
Steam Turbin
Laju steam
319.448 kg/jam
159.413 kg/jam
46.968 kg/jam
P, psia
250
250
250
T, 0F
500
500
500
Kondisi steam
Gas Expander Gas expander 1
Gas expander 2
Kode
K-100
K-101
Fungsi
Menurunkan
tekanan Menurunkan
tekanan
gas keluaran E-101
gas keluaran E-102
P (in), atm
15
10
T (in), 0C
37
130
P (out), atm
10
1
T (out), 0C
25
69
Flow rate
227.504 kg/jam
227.504
Jenis
Centrifugal
Centrifugal
Np
8.100
8.100
Eff.polypropic
0,77
0,77
Head (ft)
1.210
7.909
Jumlah stage
1
1
Kondisi operasi:
23
Power
1.445 HP
4.508 HP
Pompa Pompa 1
Pompa 2
Pompa3
Kode
P-101
P-102
P-103
Fungsi
Mengalirkan
Mengalirkan
Mengalirkan
produk bottom
destilat MD 101
produk bottom
MD 101 ke
sebagai refluks
MD 102 ke E101
Centrifugal
Centrifugal
Kapasitas (gpm) 4.842
5.905
989,6
Power pompa
27 HP
33 HP
3 HP
Power motor
31 HP
37,5 HP
4 HP
NPSH required
81 ft
93 ft
28 ft
3.536 ft
1.748ft
umpan MD 102 Jenis
Centrifugal
NPSH available 2457 ft Pipa Nominal (in)
18
20
10
SN
10
50
120
ID (in)
17,5
18,188
9.064
24
Spesifikasi Bahan Baku Refinery gas -
-
Komposisi Metana
: 66.5 %
Etana
: 33.07%
Propana
: 0.43 %
Kondisi Tekanan
: 32 atm
Suhu
: 70oC
Fase
: gas
T bubble
: -77 oC
T dew
: -42 oC
Spesifikasi Produk Ethylene -
Komposisi Ethylene
: 99.95%
Metana
: 0.01%
Etana
: 0.04%
Tekanan
: 15 atm
Suhu
: -75oC
Fase
: cair
T bubble
: -75oC
T dew
: -37oC 25
Metana -
-
-
-
Komposisi Hidrogen
: 9%
Metana
: 90.5%
Ethylene
: 0.5%
Kondisi Tekanan
: 30 atm
Suhu
: -93oC
Fase
: gas
T bubble
: -93oC
T dew
: -73oC
Komposisi Butana
: 94.54%
Propana
: 4.9%
Etana
: 0.56%
Kondisi Tekanan
: 30 atm
Suhu
: 37oC
Fase
: cair
T bubble
: 111,2oC
T dew
: 130oC
26
2.2 Proses Pembuatan Ethylen 2.2.1 Dasar Reaksi
Proses pembuatan ethylene dari etana dengan thermal cracking berlangsung dengan memutus ikatan C-H dalam etana hingga terbentuk Ethylene dengan C ikatan rangkap. Reaksinya adalah sebagai berikut :
Reaksi berlangsung fase gas dalam reaktor alir pipa. Reaksi berlangsung endotermis sehingga perlu adanya suplai panas yang berasal dari flue gas hasil pembakaran fuel gas dalam furnace. Reaksi dilakukan pada suhu 1300 K dan tekanan 1 atm tanpa bantuan katalis.
27
2.2.2 Proses Pembuatan Proses pembuatan Ethylene dapat dibagi dalam empat tahap yaitu : 1. Tahap penyiapan bahan baku 2. Tahap proses reaksi 3. Tahap pemurnian produk
1. Tahap penyiapan bahan baku Refinery gas fresh feed digabungkan dengan arus keluar reaktor dimasukkan ke dalam Finfan E-109 untuk didinginkan hingga suhu 37oC. Kemudian dimasukkan lagi ke dalam HE E-111 dan didinginkan dengan MCR hingga suhu -33oC agar siap dimasukkan ke dalam unit pemurnian.
2. Tahap proses reaksi Hasil bawah Ethylene tower MD-103 yang terdiri dari 99.95% etana, 0.01% ethylene, dan 0.04 % propane yang bersuhu -18oC
15
atm
diuapkan
dalam
vaporizer
E-101
dengan
menggunakan MP steam dengan suhu dan tekanan konstan. Uap keluar dari E-100 kemudian dipanaskan dalam Pemanas E-101 untuk ditukarkan panasnya dengan LPG hasil bawah dari deethanizer
MD-102
hingga
suhu
37oC.
Kemudian
arus
diekspansikan dalam expander K-100 hingga bertekanan 10 atm. Arus keluar expander bersuhu 20.06 oC. Arus keluar expander 28
dipanaskan kembali dalam HE E-102 dengan menggunakan arus panas dari reaktor yang keluar dari E-103 hingga bersuhu 130 oC. kemudian umpan diekspansikan kembali dalam expander K-101 hingga bertekanan 1 atm atau sesuai dengan tekanan operasi reaktor. Arus keluar ekspander bersuhu 44oC. Arus keluar ekspander dipanaskan kembali dalam HE E-103 hingga bersuhu 125oC. Arus keluar E-103 dipanaskan kembali dalam HE E-104 dengan produk keluar reaktor hingga bersuhu 725oC. Arus ini siap dimasukkan reaktor untuk bereaksi. Reaksi terjadi pada fase gas pada suhu 1000oC dan tekanan 1 atm dalam suatu reaktor alir pipa multitube. 4C2H6 Etana
2CH4 + C2H4 + C4H10 + H2 Metana
Etilen
Butana
Hidrogen
Etana tercracking membentuk metana, etilen, butane, dan hydrogen dengan konversi total 95 %. Dalam reaktor terjadi penurunan temperatur akibat reaksi yang endotermis, sehingga untuk mempertahankan kondisi operasi diperlukan pemanasan yang dilakukan oleh flue gas (hasil pembakaran fuel gas dalam furnace). Fuel gas berasal dari sebagian hasil atas dari demethanizer MD-101 yang dibakar di dalam suatu furnace dengan udara excess 20%. Hasil keluaran reaktor bersuhu 1000oC didinginkan dalam 29
HE E- 104 dengan arus masuk reaktor hingga bersuhu 565.3oC. Pendinginan ini dimaksudkan agar reaksi berhenti sehingga tidak terbentuk zat-zat yang tidak diinginkan seperti propilen. Setelah keluar dari E-104, produk didinginkan kembali dalam E-103 dan E-102 untuk ditukar panasnya dengan arus yang akan memasuki reactor. Kemudian arus ini dimasukkan ke dalam HE-105 untuk didinginkan kembali sekaligus menghasilkan steam. kemudian produk dikompresi dalam compressor K-102 hingga bertekanan 7 atm. Produk keluar compressor bersuhu 375
o
C. Produk keluar K-
102 kemudian didinginkan dengan finfan E-106 hingga bersuhu 200oC. Kemudian produk dikompresi kembali dalam compressor K103 hingga bertekanan 20 atm. Arus keluar K-103 bersuhu 288oC. kemudian produk didinginkan kembali dengan finfan E-107 hingga bersuhu 120oC. Kemudian produk dikompresi kembali dalam compressor K-104 hingga tekanan 30 atm. Akibat proses kompresi ini suhu arus naik
hingga
mencapai 152 oC. Arus keluar K-104
didinginkan dalam finfan E-108 hingga bersuhu 70oC. Arus keluar E108 kemudian dicampurkan dengan fresh feed refinery gas untuk kemudian masuk unit pemurnian.
3. Tahap Pemurnian Produk Produk yang telah bercampur dengan umpan dimasukkan dalam demethanizer MD-101 untuk menghilangkan metana. Arus 30
masuk MD- 101 pada suhu -33 oC dalam keadaan campuran fase uap cair. Hasil atas MD-101 yang berupa campuran 9%Hidrogen, 90.5% metana dan 0.5% etilen bersuhu -93oC dikeluarkan sebagai by product. Sedangkan hasil bawahnya yang berupa campuran fraksi berat dimasukkan ke dalam deethanizer MD-102 pada suhu 16oC. Dalam MD-102 fraksi C2 dipisahkan menjadi hasil atas dan C3,C4 sebagai hasil bawah. MD-102 beroperasi pada tekanan 30 atm, suhu atas -8.47oC, suhu bawah 111.15oC. Hasil atas MD-102 yang berupa Campuran antara etana dan etilen diekspansikan terlebih dahulu pada K-105 hingga tekanan 15 atm. Kemudian arus didinginkan kembali dalam HE E-112 hingga bersuhu - 21oC dengan menggunakan MCR. Arus keluar E-112 kemudian dimasukkan ke dalam ethylene tower MD-103 untuk memisahkan produk etilen dengan bahan baku etana yang akan diumpankan ke reaktor. MD- 103 beroperasi pada tekanan 15 atm, suhu atas -37,5oC, dan suhu bawah - 16,5oC. Hasil atas MD-103 berupa 99,95% etilen, 0,01% metana, dan 0,04% etana diambil sebagai produk utama. Sedangkan hasil bawahnya berupa 99,95% etana, 1% etilen dan 4% propana,
31
2.3 Diagram Alir Diagram alir ada tiga macam, yaitu : a. Diagram Alir Kualitatif b. Diagram Alir Kuantitatif
a. Diagram Alir Kualitatif
32
b. Diagram Alir Kuantitatif
2.5 Neraca Massa
33
34
35
36
37
BAB III PENUTUP
3.1
Kesimpulan PT. Chandra Asri Petrochemical adalah pabrik yang bergerak dalam bidang industri
petrokimia olefin. PT. Chandra Asri Petrochemical, Tbk. (CAP) adalah industri hulu yang bergerak dalah bidang industri kimia petrokimia olefin. Pabrik petrokimia ini mengolah lebih lanjut hasil penyulingan minyak bumi dan gas alam berupa Naphta, Liquified Petroleum Gas (LPG) dan Heavy Natural Gas Liquified (H-NGL). Produk utama industri olefin yaitu ethylene dan propylene. PT. Chandra Asri Petrochemical Tbk merupakan salah satu pabrik petrokimia yang dalam operasinya menghasilkan Ethylene 860.000 ton/tahun, Propylene 470.000 ton/tahun, Crude C4 315.000 ton/tahun, Pyrolisis Gas 400.000 ton/tahun, Polyethylene 336.000 ton/tahun, Polypropylene 480.000 ton/tahun. Bahan baku yang digunakan PT. Chandra Asri Petrochemical Tbk berupa Naptha yang didatangkan dari PT. Pertamina Refinery Unit IV Cilacap ataupun diimpor dari Arab Saudi sedangkan gas N2 dibeli dari perusahaan nasional yang ada yaitu PT. Air Liquid serta untuk katalis-katalis yang digunakan pada pembuatan High Density Polyethylene berupa katalis B.
38
DAFTAR PUSTAKA https://www.academia.edu/6559746/BAB_II_ethylene_baru http://e-journal.uajy.ac.id/17118/1/TI_08190.pdf
39
9