KAJIAN PEMBANGUNAN PLANT BIO-ETBE SEBAGAI OCTANE BOOSTER UNTUKMENGHASILKAN BENSIN BERANGKA OKTAN TINGGI YANG RAMAH LINGKUNGAN

RINGKASAN EKSEKUTIF1. LATAR BELAKANGa. Dasar Hukum

SK Ditjen Migas No. 3674K/24/DJM/2006 ditetapkan bahwakadar sulfur dalam bensin bertimbal dan tidak bertimbal500 ppm. Surat keputusan tersebut mengisyaratkan bahwahingga tahun 2006, bensin Indonesia masih mengandungtimbal.

UU No.30/2007 tentang Energi PP No.5/2006 tentang Kebijakan Energi Nasional; InPres No.10/2005, InPres No.1/2006, tentang

penghematan energi PerMen ESDM No.031/ 2005 tentang pelaksanaan

penghematan energi, PerMen ESDM No.0002/2004 tentang konservasi energi dan

EBT

b. Gambaran umumBensin bebas timbal menjadi tuntutan yang harus dipenuhioleh setiap Negara saat ini. Namun pemenuhan kebutuhanbensin bebas timbal, sangat tergantung pada konfigurasikilang eksisting yang tersedia. Pembangunan unit prosespenghasil bensin berangka oktan tinggi yang bebas timbal,membutuhkan investasi yang tidak sedikit. Alternatif lainyang bisa ditempuh oleh Indonesia dalam rangka pemenuhanbensin tersebut, adalah dengan penambahan octane booster kedalam komponen bensin berangka oktan rendah.

Octane booster yang selama ini telah menjadi wacana dalammenghasilkan bensin yang berkualitas adalah etanol, MTBE dan

ETBE, yang diproduksi dari crude oil. Sementara itu, ETBEbisa diproduksi melalui jalur bio-etanol, sedemikian tidakterjadi persaingan bahan baku, sekaligus mempertajampenetrasi pasar penggunaan bio-etanol. Selain itu secarateknis ETBE menawarkan keunggulan sebagai berikut:

a. Efisiensi energi ETBE lebih tinggi daripada bio-etanol b. ETBE mampu mereduksi emisi CO2 lebih banyak, baik

secara langsung maupun tidak langsung c. ETBE bisa diblend secara terpusat di unit pengolahan,

sehingga bisa mengurangi biaya distribusi.d. Komposisi blending ETBE dapat mencapai 15%

Pembuatan bio-ETBE berbasis fermentasi secara umum dapatdibagi menjadi 5 bagian, yaitu persiapan bahan baku danfermentasi yang merupakan proses utama penghasil bio-etanol,kemudian dilanjutkan dengan eterifikasi katalitik danpemurnian serta proses blending ETBE dengan bensin. Diagramblok proses pembuatan ETBE berbasis proses fermentasi secaraoverall dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 1. Diagram Alir Proses Pembuatan ETBE

Proses produksi bio-etanol merupakan proses yang sudah lazimdan salah satu proses yang telah dikaji oleh PPPTMGB“LEMIGAS”. Olehkarena itu, kajian ini akan dititik-beratkanpada proses eterifikasi katalitik etanol menjadi ETBE,pemurnian serta blending ETBE.

Kajian ini melakukan perancangan dan estimasi investasipembangunan kilang bio-ETBE yang stand-aloneg. Dengan kajianini, diharapkan kuantitas bensin berangka oktan tinggi yangramah lingkungan dapat ditingkatkan, dengan biaya yangekonomis, sehingga dapat memperlancar berjalannya proseskonversi energi, serta memberdayakan sumber energi baru yangterbarukan.

c. Alasan kegiatan dilaksanakan Peningkatan kualitas bensin Indonesia yang saat ini belummemenuhi kualifikasi WWFC dapat dilakukan melalui berbagaicara. Upaya merekonfigurasi kilang adalah salah satu solusiyang dapat ditempuh, karena kebanyakan dari kilang-kilang diIndonesia saat ini konfigurasinya sudah tidak mendukungdihasilkannya bensin berangka oktan tinggi. Akan tetapirekonfigurasi kilang dengan penambahan unit-unit FCC,Reformer, Isomerator, Alkilasi ataupun Polimerisasi sebagaiunit penghasil bensin yang berkualitas, membutuhkan biayayang tidak sedikit.

Jenis octane booster yang ramah lingkungan dan pernahmenjadi wacana diantaranya adalah Etanol, MTBE dan ETBE.Namun, selama ini bahan baku ketiga jenis octane boostertersebut juga bersumber dari crude oil, maka penggunaannyamenjadi tidak ekonomis. Selain itu, pencampuran etanolsecara langsung juga berdampak pada peningkatan volatilitasbensin dikarenakan etanol memiliki RVP yang tinggi. Hal inidapat mengakibatkan bensin menjadi lebih mudah menguap,

sehingga dapat merusak spesifikasi dasar bensin yangdicampurkan.

2. Kegiatan yang dilaksanakana. Uraian Kegiatan

Kajian Pembangunan Kilang Bio-ETBE sebagai Octane Boosteruntuk Menghasilkan Bensin Berangka Oktan Tinggi yangRamah Lingkungan ini merupakan kajian untuk menghasilkandesain proses, estimasi investasi dan kajian kelayakanekonomi kilang penghasil bio-ETBE, baik yang berdirisendiri (stand-alone)

b. Batasan Kegiatan Batas pelaksanaan kegiatan kajian pada tahun 2011 adalah sebagai berikut:1. Identifikasi dan analisis jumlah produksi bensin untuk

mengetahui kebutuhan ETBE yang diperlukan sebagai octanebooster

2. Identifikasi dan analisis sumber dan jumlah bioetanolyang berpotensi sebagai bahan baku kilang ETBE

3. Identifikasi dan analisi sumber dan jumlah iso-butilenyang berpotensi sebagai bahan baku kilang ETBE

4. Desain dan Rancangan awal proses produksi bio-ETBEstand-alone

5. Simulasi kilang bio-ETBE stand-alone6. Analisis hasil simulasi untuk memberikan rekomendasi

desain proses produksi bio-ETBE stand-alone yang palingefektif dan efisien

7. Desain dan sizing peralatan proses kilang bio-ETBEuntuk mendapatkan estimasi investasi dan biayaproduksi yang nantinya akan digunakan dalam kajiankelayakan ekonomi kilang Bio-ETBE

c. Maksud dan Tujuan

Maksud kajian ini adalah menghasilkan bensin beroktantinggi yang ramah lingkungan secara ekonomis. Denganadanya pembangunan kilang bio-ETBE, diharapkan akan dapatmemperlancar berjalannya proses konversi energi, denganadanya substitusi bahan bakar migas (tidak terbarukan) kebahan bakar nabati (dapat terbarukan).

Tujuan kajian ini adalah dasar pemilihan dan perhitunganpembangunan kilang Octane booster ETBE baik yang berdirisendiri (stand-alone) atau terintegrasi dengan unitpengolahan (kilang existing) untuk menghasilkan bensinberangka oktan tinggi yang ramah lingkungan.

d. Cara Pelaksanaan Kegiatan Metode Pelaksanaan o Kajian Pembangunan Kilang Bio-ETBE sebagai Octane

Booster untuk Menghasilkan Bensin Berangka Oktan Tinggiyang Ramah Lingkungan ini dilaksanakan secara mandirimelalui berbagai kegiatan, antara lain survey lapangan,study pustaka, konsultasi dengan nara sumber, analisisdan kajian serta presentasi dan penyusunan laporan.Nara sumber berasal dari pihak PT PERTAMINA sertaprodusen Bio Etanol.

Tahapan Kegiatan1. Melakukan survey dan pengumpulan data, baik primer

maupun sekunder, terutama yang terkait dengan:o Kajian sumber bahan baku bioetanol,o Parameter dari kegiatan operasional dari sebuah

kilang bio-ETBE stand-alone.2. Melakukan analisis data yang telah diperoleh. 3. Perancangan dan simulasi kilang bio-ETBE stand-

alone4. Melakukan analisis hasil simulasi untuk mendapatkan

desain proses terbaik

5. Melakukan desain peralatan dan sizing peralatanuntuk mendapatkan estimasi biaya investasi dan biayaproduksiEvaluasi keseluruhan

6. Presentasi7. Pembuatan laporan

3. Hasil

Konfigurasi pabrik bio-ETBE untuk yang disusun terdiri dari 3 komplekutama, yaitu reaktor kesetimbangan unggun tetap, kolom distilasireaktif, dan unit pemisah etanol dari sisa reaktan. Konfigurasipabrik secara lengkap yang telah disusun dapat dilihat pada gambarberikut.

710

11

12

13

1615

16

17

18

17

18

19

20

1920

24

23

24

RXDIST

222325

CATRX

R X SEC TIO N

26

14

821

25

26

28

31

32

29

21

27

30

33

30

31

32

33

14

4243

28

22

44

35

45

46

47

48

34

40

35

29

36

ETOH MAKEUP

41

37

38

39

ETBEC AT-D ISTILLATIO N SEC TIO N

ETH AN O L R EC O VER Y SEC TIO N

Gambar IV.8. Konfigurasi pabrik Bio-ETBE untuk simulasi menggunakanCHEMCAD

Untuk skenario pencampuran bio-ETBE 7%, dengan komposisi dan kondisiumpan sesuai dengan yang telah ditetapkan, laju alir HC inisial yangdiperlukan adalah sekitar 6250kgmol/jam, dengan laju alir EtOHsebesar 2500 kgmol/jam. Sedangkan untuk skenario pencampuran bio ETBE2%, HC yang dibutuhkan adalah sekitar 1700kgmol/jam dengan laju alirEtOH sekitar 700kgmol/jam.

Kondisi Operasi dan Hasil Simulasi

Simulasi dilaksanakan menggunakan software ChemCad 2.6. Pada tabel-tabel berikut disajikan konfigurasi, kondisi operasi, dan hasilsimulasi unit-unit utama pada pabrik bio-ETBE yang telah disusun

Kondisi Operasi dan Hasil Simulasi Unit reaktor.

Spesifikasi

Kondisi operasi Isotermal

Recycle fraction 23%

Konversi kesetimbanganterhadap IB

78% , 81%

Tekanan, suhu 950 kPa ,62oC

. Kondisi Operasi dan Hasil Simulasi Unit Distilasi Reaktif

Spesifikasi Skenario A Skenario B

Jumlah tahap 30 10

Tahap rektifikasi 10 3

Tahap reaktif 9 3

Tahap stripping 11 4

Tahap feed Tahap ke 11 daritop kolom

Tahap ke 6 dari topkolom

Tekanan (kPa) 700 700

Suhu top stage (oC) 65 62

Reboiler Duty (MW) 1.9 1.4

Column Diamater (mm) 1200, 900 900

Konversi Overall 97% 97.43%

Laju alir output 238376.88 68681.43

(kg/d)(bottom)

Komposisi output(bottom)

94.3%ETBE, 3.1 %EtOH,2.6%DIB

92.1%ETBE, 5.4 %EtOH,2.5%DIB

Biaya investasi yang diperlukan untuk pembangunan pabrik bio-ETBEdengan konfigurasi yang telah disusun dihitung menggunakan softwareCHEMCAD berdasarkan indeks CECI tahun 2007 yang telah diproyeksikan ketahun 2011. Biaya investasi yang diperlukan untuk masing-masingskenario dapat dilihat pada tabel berikut.

Biaya Investasi yang Diperlukan (MMUS$)

Peralatan Utama A B

Reaktor 21.22 15.22

Kolom CAT-DIS 53.14 30.17

Kolom ETGseparator

10.57 8.13

EtOH KO Drum 8.35 5.44

Kolom EtOH Rcy 18.33 12.22

Peralatan lain 15.00 10.00

total 126.61

81.18