PERANCANGAN PABRIK METANOL

Flow sheet for the synthesis of methanol from carbon monoxide

and hydrogen

Hidrogen Holder

Condenser

Synthesis Unit

Compression

Use

Crude Methanol Storage

Off Gas Purged or Returned to syntesis via Booster Compressor

High and low Pressure Separators with Let-Down valve

Purge

Water Gas Holder

Refined Methanol Storage

Interstage GasPurification

Refining

Hydrogen Holder

Tangki ini berfungsi untuk menampung bahan baku yang berupa hidrogen (H2)

dalam fase gas dengan kemurnian 99,8%. Kondisi operasi tangki adalah 15 atm dan 30oC. Tangki ini berbentuk horizontal dan memiliki head berbentuk melengkung.

Water Gas (CO) Holder

Tangki horizontal dengan head melengkung yang berfungsi sebagai penampung gas karbon monoksida (water gas / CO) ini dioperasikan pada tekanan 15 atm dan suhu 30oC. CO yang disimpan dalam fase gas dan dengan kemurnian 98%.

Tangki Pemurnian Gas

Tangki ini berfungsi untuk memurnikan campuran gas hidrogen dan karbondioksida yang keluar dari kompressor sebelum kemudian masuk reaktor. Campuran gas hidrogen (H2) dan karbondioksida (CO=) yang dihasilkan dari sintesa gas CH4 dan H2O dimurnikan dari zat-zat pengotor (impuritas) ataupun zat-zat lain yang ikut terbawa selama penyimpanan dalam tangki. Campuran gas H2 dan CO2 yang sudah dimurnikan dimasukkan kembali ke dalam kompressor, sedangkan zat-zat yang tidak digunakan keluar tangki pemurnian untuk pembersihan dan selanjutnya dikeluarkan ke lingkungan.

Reaktor

Jenis Fixed Bed Multitube, dengan susunan tube triangular pitch. Aliran umpan masuk pada bagian atas dan keluar dari bagian bawah. Reaksi yang terjadi eksotermis, sehingga digunakan pendingin berupa Dowterm A. Suhu masuk reaktor 493 K dan keluar reaktor 543 K. Kondisi operasi reaktor yaitu pada tekanan 50 atm, suhu 200o - 400oC dengan katalis campuran Cu-Zn-Al2O3. Perbandingan CO dan H2 = 1 : 2. Keuntungan jenis Fixed Bed Multitube adalah katalis yang berumur panjang.

Kondensor

Kondensor merupakan alat untuk mengkondensasi gas yang keluar dari reaktor menjadi cairan yang mengandung sedikit gas yang akan dipisahkan dengan separator. Cairannya tidak murni karena kondensor yang digunakan merupakan kondensor parsiil. Pada saat proses kondensasi, tekanannya berada di bawah tekanan operasinya yaitu 30-40 atm. Dengan tekanan yang rendah ini maka kondensor diletakkan horizontal. Kondensor ini merupakan salah satu alat penukar panas sehingga prinsip kerjanya pun sama dengan Heat Exchanger. Ada aliran pendingin yang arahnya berlawanan dengan aliran fluida. Sehingga ada pertukaran antara fluida panas dan fluida dingin. Dan sebagian gas diubah menjadi cairan dan dialirkan ke separator. Oleh karena itu, dalam proses produkasi digunakan separator karena kondensor parsiilnya hanya mengkondensasikan sebagian gas dan untuk memisahkan antara cairan dan gas yang belum terkondensasi dialirkan ke separator.

SeparatorSeparator digunakan untuk memisahkan air yang terembunkan dari gas sintesa hasil proses kondensasi pada condenser dengan menggunakan proses flash dan kemudian dilakukan purging untuk menghilangkan gas inert atau dikembalikan pada proses sintesis dengan booster compressor sehingga didapatkan crude methanol yang kemudian ditampung pada crude methanol tank. Separator yang digunakan dalam proses ini terdiri dari 1 separator tekanan tinggi (P = 25 atm ; T = 1500C) dan 1 separator tekanan rendah (P= 5,5 atm ; T=900C)

Tangki Crude Metanol

Bentuk tangki horizontal, tekanan 1 - 2 atm, berfungsi untuk menyimpan crude methanol. Crude methanol yang terpisah dari separator, disimpan sementara dalam tangki crude methanol. Crude methanol berisi campuran antara methanol dan air. Pada tangki ini, crude methanol disimpan dalam fase cairnya. Dalam tangki ini, crude methanol dipompakan ke kolom distilasi.

Kolom DistilasiBerfungsi untuk memisahkan methanol dan air sebagai produk reaksi dengan kemurnian 99,85% berat. Tipe kolom tray tower menggunakan sieve tray dengan pertimbangan :Kapasitas uap dan cairan lebih besarPressure drop rendah dan efisiensi pemisahan tinggiBiaya perawatan murah, konstruksi sederhana.Kondisi umpan masuk :T = 114oCP = 1,7 atmKondisi puncak kolom :T = 83,54oCP = 1,5 atmKondisi dasar kolom :T = 120,4oCP = 2 atm

Tangki Produk

Berfungsi untuk menyimpan produk methanol dalam bentuk cair. Tipe berbentuk silinder vertikal dengan dasar datar tangki (flat bottom) karena kondisi operasi pada tekanan atmosferik dan konstruksi lebih murah. Tekanan 1 atm dan suhu 30oC.Sifat-sifat methanol pada kondisi 1 atm :TD = 64,7oC, TB = -97,68oCP uap = 127,2 mm Hg pada 25oC

Kompressor

Berfungsi untuk menaikkan tekanan gas dari 15 atm menjadi 50 atm. Tipe kompressor sentrifugal.

Spesifikasi :

Power = 301 HP

Tekanan masuk = 19,9 atm

Tekanan keluar = 50 atm

Suhu masuk = 57,9oC

Reboiler

Reboiler digunakan dalam tahap pemurnian produk yang terletak di dekat kolom destilasi. Reboiler digunakan untuk memisahkan hasil bawah yang terdiri dari air dan sedikit methanol yang dihasilkan oleh kolom destilasi. Untuk itu, reboiler memisahkan air dan methanol tersebut agar produk yang dihasilkan tidak banyak yang hilang. Reboiler memberikan panas melalui steam dan menguapkan methanol sehingga bias dialirkan kembali ke kolom destilasi. Adapun reboiler yang biasa digunakan adalah jenis kettle reboiler dengan suhu masuk reboiler 426,7 K