Merancang Pabrik Etylene dari Batubara melalui Proses Coal

To OlefinNama Kelompok : • Muhammad Rylo Pambudi

• Boby Nurhakim• Gendis Mike• Siti Suwansih• Ria Restiani

Proses Industri Petrokimia

Pendahuluan• Pengembangan produksi bahan bakar sintetis berbasis batu bara pertama kali dilakukan di Jerman tahun 1900-an

dengan menggunakan proses sintesis Fischer-Tropsch yang dikembangkan Franz Fisher dan Hans Tropsch. Pada 1930, disamping menggunakan metode proses sintesis Fischer-Tropsch, mulai dikembangkan pula proses Bergius untuk memproduksi bahan bakar sintesis. Sementara itu, Jepang juga melakukan inisiatif pengembangan teknologi pencairan batubara melalui proyek Sunshine tahun 1974 sebagai pengembangan alternatif energi pengganti minyak bumi.

Apa itu batubara • Batubara adalah bahan bakar fosil. Batubara dapat terbakar, terbentuk dari endapan, batuan organik yang terutama terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen. Batubara terbentuk dari tumbuhan yang telah terkonsolidasi antara strata batuan lainnya dan diubah oleh kombinasi pengaruh tekanan dan panas selama jutaan tahun sehingga membentuk lapisan batubara.

Kenapa Batubara ?

Di berbagai belahan dunia ethylene banyak di produksi dari naphtha atau ethana namun konversi ethylene dari naphtha membutuhkan cost yang relative tinggi. Maka dari itu batubara dijadikan alternative penghasil olefin dimana selain harga yang dibutuhkan rendah, batubara tidak hanya melimpah, juga mudah digunakan. Batubara tidak memerlukan biaya dan proses penyulingan intensif seperti gas alam dan minyak.

Keuntungan Batubara

• Mudah digunakan

• Tidak memerlukan biaya yang banyak

• Lebih aman untuk transportasi dibandingkan sumber energi yang lain

• Mengurangi ketergantungan pada minyak dan gas alam

• Tidak bergantung pada cuaca

Kegunaan Batubara Diantaranya :

1. Pembangkit Listrik

2. Industri Baja

3. Pemanas Ruangan

4. Molding Sand

5. Tar Batubara

6. Pupuk

7. Bensin dan Diesel

Etilen

Etilen merupakan hidrokarbon olefin (berantai ganda) paling

ringan dengan berat molekul 16, tak berwarna, mudah terbakar, dan sedikit

wangi. Sifat etilen ditentukan ikatan rangkapnya, yang reaksi utamanya

adalah reaksi adisi menghasilkan hidrokarbon jenuh dan turunannya atau

polimer.

(Kirk & Othmer, 1977)

Sekarang hampir seluruh etilen dibuat dari gas alam, etana,

propana, dan parafin lain yang berat serta fraksi minyak mentah, nafta,

kerosin, dan gas oil. Sejumlah kecil etilen didapat dari gas keluaran kilang (catalytic cracking). Beberapa cara pembuatan etilen menurut Mc. Ketta (1984)

adalah :

Pirolisis hidrokarbon

Teknik yang paling banyak dipakai dalam pembuatan etilen. Proses ini menghasilkan

campuran produk hidrokarbon yang kompleks dan akan semakin

kompleks lagi seiring dengan semakin beratnya molekul hidrokarbon

yang dipirolisis.

Dehidrasi etanol

Pembuatan etilen dari dehidrasi etanol mengikuti persamaan reaksi berikut : C2H5OH C2H4 + H2O

Reaksi terjadi dengan bantuan katalisator alumina aktif dan asam fosfat. Pembentukan eter terjadi pada suhu 230 oC sedangkan pada suhu 300-400 °C diperoleh etilen dengan kandungan eter minimum. Hasil etilen dapat mencapai 94 – 99 % dari nilai teoritis tergantung pada proses yang dipakai.

Disproposionasi propilen

Pada proses ini propilen yang relatif murah diubah menjadi etilen dan butilen yang lebih tinggi harganya dengan bantuan katalis tungsten oksid-silika. Reaksi yang terjadi adalah :

2C2H6 C2H4 + C4H8

Etilen dari batubara

Merupakan cara tidak langsung dan proses alternatif mengingat minyak bumi dan gas alam semakin menipis sementara persediaan batubara masih lebih banyak.

3 Cara Melibatkan Etilen dari Batubara

i. Produksi gas sintesis dari batubara dalam proses gasifikasi

(proses Lurgi, Koppers-Totzek, Winkler).

ii. Gas sintesis diubah menjadi hidrokarbon dengan proses

Fischer-Tropsch.

iii. Etilen dibuat dengan pirolisis hidrokarbon / dehidrasi metanol

yang diperoleh.

Blok Diagram Pembuatan Etilen dari Batubara

Langkah awal Proses Pembuatan Olefin dari Batubaru

Gasifikasi Batubara

Syngas Shifting & Cleaning

Sintetis metanol

Sintesi olefin

Separasi

Gasifikasi Batubara

• Batubara digasifikasi menjadi " Syngas " ( campuran terutama terdiri dari Karbon Monoksida dan Hidrogen ) di temperatur 1400-1600 oC dan tekanan di bawah 5 MPa pada jumlah oksigen yang terkontrol.

Syngas Shifting & Cleaning

• Pemurnian untuk menghilangkan impuritis dan menyesuaikan ratio dari karbon monoksida dan hidrogen agar sesuai untuk sintesis metanol

Sintesis Metanol

• Metanol diproduksi dari reaksi antara karbon monoksida dan hidrogen pada temperatur 513K dan tekanan 8,2 MPa

• Reaksi yang terjadi :

2CH3OH C2H4 + 2H2O 3CH3OH C3H6 + 3H2O 4CH3OH C4H8 + 4H2O

Olefin Sintesis

• Olefin sintesis diproduksi oleh katalitik cracking dari metanol. Cracking merupakan pemisahan metanol untuk memproduksi olefin menggunakan katalis

Separasi

• Olefin dipisahkan menjadi Etilen dan Propilen

De-ethanizer

• Proses pemisahan melewati serangkaian unit pemisahan termasuk de-ethanizer, de-methanizer dan depropanizer untuk menghapus etana, metana dan propana. Efluen meninggalkan de-ethanizer terdiri dari dua aliran yaitu "Aliran ringan" dan "aliran berat". Aliran ringan mengandung campuran etilen (C2H4), metana (CH4) dan sejumlah kecil etana (C2H6) yang belum dihilangkan oleh de-ethanizer tersebut. Aliran berat mengandung campuran propilena (C3H6), propana (C3H8), butana (C4H10) dan hidrokarbon berat lainnya. Dua aliran tersebut akan diproses secara terpisah untuk mendapatkan produk sasaran MTO dari etilena dan propilena.

De-methanizer

• Aliran ringan dimasukkan ke dalam de-methanizer. De-methanizer digunakan untuk menghilangkan metana yang digunakan sebagai sumber bahan bakar untuk listrik operasi pabrik. Setelah metana dihapus, limbah yang dihasilkan etilen (C2H4) dan etana (C2H6) diumpankan ke splitter C2 untuk memisahkan dua produk.

De-propanizer

• Aliran berat diumpankan ke de-propanizer. Depropanizer digunakan untuk menghilangkan propana sebelum diproses lebih lanjut. Dua hidrokarbon yang dipisahkan dari de-propanizer. Aliran pertama, menjadi campuran propilena (C3H6) dan propana (C3H8) dimasukkan ke dalam oksigen.

Sekian dan Terima kasih