Perancangan Pabrik Batubara produk Gas Hidrogen

Monday, March 6, 2017



BAB I
PENDAHULUAN
1.1  Latar Belakang
Hidrogen merupakan bahan bakar yang potensial sebagai sumber energi yang ramah 
lingkungan. 
Selain digunakan sebagai bahan bakar, hidrogen juga sering digunakan sebagai bahan pembuatan amonia, 
metanol dan gas sintetis. Seperti yang terlihat pada tabel 1.1 dibawah ini, kebutuhan hidrogen di Indonesia 
setiap tahunnya semakin meningkat untuk memenuhi kebutuhan industri dan bahan bakar.


Tabel 1.1 Market Share Hidrogen di Indonesia
Tahun
Produksi
Ekspor
Konsumsi
Impor
2015
346,848 ton(1)
0,228 ton(1)
7.500000 ton(2)
1960 ton(1)
Sumber : (1) Badan pusat statistik (2016)
                (2) Pengolahan Data BPS (2008-2014)
Berdasarkan tabel 1.1 dapat dihitung peluang kapaitas pabrik sebagai berikut :
Peluang Kapasitas Produk = (Ekspor + Konsumsi) – (Impor + Produk)
= (0,228 ton + 7.500000 ton) – (1.960 ton + 346,848 ton)
= 7.497693,38 ton.
1.2  Kapasitas Produksi
Berdasarkan data konsumsi dan produksi hidrogen di Indonesia, serta dengan melihat acuan kapasitas pabrik dari industri yang serupa yaitu Inner Mongolia Shenshua Coal to Liquid and Chemical Co., Ltd (China) yang telah berdiri sebesar 103290 ton/tahun. Berdasarkan data tersebut, maka kapasitas produksi yang akan dipilih adalah  500.000 ton/tahun.
1.3  Pemilihan Lokasi
     Dalam perancangan pabrik hidrogen dipilih 3 (tiga) alternatif lokasi, yaitu Sangatta (Kalimantan Timur), Bontang (Kalimantan Timur), dan Banjarmasin (Kalimantan Selatan).

Tabel 1.3 Pemilihan Lokasi Pembuatan Pabrik

Alternatif Lokasi
Faktor-faktor Yang Diperhatiakn
Jumlah
(1)
(2)
(3)
(4)
Sangatta
5x40 = 200
4x30 = 120
4x20 = 80
5x10 = 50
450
Bontang
4x40 = 160
5x30 = 150
4x20 = 80
5x10 = 50
440
Banjarmasin
5x40 = 200
4x30 = 120
4x20 = 80
4x10 = 40
440
Keterangan : (1) Bahan baku; (2) Tenaga kerja; (3) Transportasi; (4) Utilitas
Dari data diatas maka lokasi pembuatan pabrik hidrogen akan didirikan di daerah Sangatta (Kalimantan Timur). Walaupun Sangatta memiliki kualitas tenaga kerja sedikit dibawah Bontang, namun memiliki kelebihan berupa berlimpahnya cadangan dan produksi batubara yang mayoritas diproduksi oleh PT. Kaltim Prima Coal. Transportasi di Sangatta mudah terjangkau dikarenakan tersedianya jalur darat dan jalur laut yang nantinya memudahkan tranportasi bahan baku, logistik maupun produk. Utilitas di Sangatta juga mendapatkan skor tertinggi karena adanya laut sehingga baik digunakan sebagai sumber utilitas pabrik nantinya.
1.4  Informasi umum proses
Produksi hidrogen dari batubara dengan proses gasifikasi telah lama dilakukan. Gasifier terdiri dari 3 jenis teknologi, yakni teknologi Lurgi, Winkler, dan Entrained Bed Reactor. Teknologi gasifier yang dipilih pada proses gasifikasi adalah teknologi Winkler, dengan pertimbangan tingginya kemurnian produk yang dihasilkan, selain itu teknologi ini dapat menggunakan semua jenis batubara baik kualitas rendah maupun kualitas tinggi.

Pengolahan batubara sebagai hidrogen mengikuti reaksi sebagai berikut
C + H2O    < ------------- >      CO+ H2        ΔHº296 K = 172.5 kJ/mol            
                    CO + H2O    < ------------- >   CO2 + H2        ΔHº298 K = - 41.2 kJ/mol
                  C + O2       ------------- >   CO + CO2     ΔHº298 K = - 393.5 kJ/mol
(Krik & Othmer, Vol. 6, Hal 774)

Perancangan pabrik hidrogen ini menggunakan beberapa proses utama. Proses gasifikasi pada gasifier terjadi pada temperatur 900ºC dan tekanan 12 bar. Untuk High Temperature Shift menggunakan katalis Fe2O3 yang dikombinasikan dengan krom dengan temperatur 430ºC pada tekanan 12 bar. Untuk Low Temperature Shift menggunakan katalis CuO dengan temperatur 230 ºC pada tekanan 12 bar. 

Reaksi: