b.1.1.03 rev11feb paul

TK-4094 PERANCANGAN PABRIK KIMIA

LAPORAN IBASIS PERANCANGAN

5/02/2014 RCA Issued for Internal Review PV ZM MKT/PJG

TANGGAL DISIAPKAN OLEH PENJELASAN CHECK APPR. PEMBIMBING

PRODUKSI BIOAVTUR MELALUI PROSES HIDRODEOKSIGENASI CKPO

B.1.1.03Zenzen Muttakin 13010003Paul Victor 13010075Rosa Citra Aprilia 13010089

Revisi ke- :

LAPORAN I 0 25

B.1.1.03 Produksi Bioavtur Melalui Proses Hidrodeoksigenasi CKPO

Daftar Isi1 INFORMASI UMUM 3

1.1 PENGANTAR 3

1.2 NAMA PROJEK 3

1.3 LOKASI 3

1.4 RUANG LINGKUP 3

1.5 FILOSOFI PERANCANGAN 3

1.6 DATA LOKASI UMUM 3

1.6.1 KOORDINAT DAN LINGKUNGAN SEKITAR 3

1.6.2 PETA 4

1.7 DATA METEOROLOGI 4

2 DATA PERANCANGAN PROSES 5

2.1 UMPAN 5

2.1.1 KETERSEDIAAN BAHAN BAKU 5

2.1.2 KOMPOSISI UMPAN 5

2.1.3 KONDISI UMPAN 6

2.2 PRODUK 6

2.2.1 SPESIFIKASI PRODUK 6

2.2.2 SPESIFIKASI PRODUK SAMPING 6

2.2.3 SPESIFIKASI LIMBAH BUANGAN 7

2.3 SISTEM UTILITAS 7

2.3.1 SISTEM PENYEDIAAN PANAS 7

2.3.2 SISTEM PENYEDIAAN AIR 7

2.3.3 STANDART KUALITAS AIR PROSES 7

2.3.4 MEDIA PENDINGIN 8

2.3.5 MEDIA PEMANAS 8

3 INFORMASI LINGKUNGAN 9

3.1.1 GAS BUANG 9

3.1.2 LIMBAH CAIR 9

3.1.3 LIMBAH PADAT 10

4 BASIS PEMILIHAN BAHAN 11

5 PERHITUNGAN KEEKONOMIAN SEDERHANA (GPM) 11

6 NERACA MASSA & ENERGI (BFD) 12

APPENDIX A – KAJIAN LOKASI PABRIK 13APPENDIX B – FILOSOFI PERANCANGAN 15APPENDIX C – KAJIAN KETERSEDIAAN BAHAN BAKU 19APPENDIX D – KAJIAN PRODUK 21APPENDIX E – KAJIAN KEEKONOMIAN 24APPENDIX F – KAJIAN NERACA MASSA 25

2 dari 26


3 dari 26


1 INFORMASI UMUM1.1 Pengantar

Basis perancangan ini disusun sebagai basis studi konseptual dalam perancangan pabrik bioavtur melalui proses dehidrooksigenasi dengan bahan baku CKPO (Crude Kernel Palm Oil).

1.2 Nama ProjekProduksi Bioavtur Melalui Proses Hidrodeoksigenasi CKPO

1.3 LokasiLokasi pabrik berada di Perbaungan, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara.

1.4 Ruang LingkupBasis perancangan ini meliputi: 1. Studi ketersediaan dan spesifikasi bahan baku.2. Studi basis dan filosofi konseptual perancangan.3. Studi spesifikasi produk utama dan limbah buangan. 4. Kajian kebijakan dan institutional support.5. Kajian keekonomian sederhana atau Gross Profit Margin (GPM).6. Kajian neraca massa dan energi.

1.5 Filosofi PerancanganUmur Pabrik : 20 tahunRasio turndown : 40%

1.6 Data Lokasi Umum1.6.1 Koordinat dan Lingkungan Sekitar

Lokasi pabrik berada di Perbaungan, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara dengan koordinat 2o 57’ - 3o 16’ Lintang Utara dan 98o 33’ - 99o 27’ Bujur Timur. Lokasi pabrik berada diantara bahan baku yaitu berjarak 80 km dari pabrik CKPO PTPN III dan IV dan berjarak 110 km pabrik CKPO PTPN II. Selain itu lokasi pabrik juga tidak jauh dari bandara udara internasional Kuala Namu yaitu berjarak 20 km.

4 dari 26


1.6.2 Peta

Gambar 1 Peta Lokasi Pabrik

1.7 Data MeteorologiKecepatan udara : 1,8 m/sKelembaban udara : 83%Tekanan udara : 1009,5 hPaTemperatur rata-rata : 27,5oC

5 dari 26


2 Data Perancangan Proses2.1 Umpan 2.1.1 Ketersediaan bahan baku

20132014

20152016

20172018

20192020

20212022

20232024

20252026

20272028

20292030

20312032

20332034

232000

233000

234000

235000

236000

237000

Tahun

(Ton

)

Gambar 2 Perkiraan Produksi Minyak Inti Sawit

2.1.2 Komposisi Umpan

Tabel 1 Properti dari CKPO (asam laurat)Bentuk: Cairan

1. Berat Molekul 639 kg/kmol

2. Kerapatan 880 kg/m3

Tabel 2 Properti dari airBentuk : Cairan

1. Berat Molekul 18 kg/kmol

2. Kerapatan 1000 kg/m3

3. Tekanan kritik 22,064 MPa

Tabel 3 Properti dari H2

Bentuk : Gas1. Berat Molekul 2 kg/kmol

2. Kerapatan 0,085 kg/m3

3. Tekanan kritik 12,98 Bar

6 dari 26


2.1.3 Kondisi UmpanLaju umpan masuk (CKPO) = 100 ton/dayLaju hidrogen masuk = 3,8 ton/dayTekanan masuk = 1.200 – 1.800 psig

2.2 Produk2.2.1 Spesifikasi Produk

Produk utama yang dihasilkan adalah bioavtur. Spesifikasi bioavtur yang ingin dicapai dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4 Spesifikasi Bioavtur

No. Spesifikasi Nilai

1. Densitas (kg/m3) (20 oC) 749,2

2. Titik beku/ oC -58,6

3. Titik asap/mm >32

4. Titik flash (tertutup)/ oC 50

5. Viskositas kinematik

(20 oC) 1,833

(-20 oC) 4,582

6. Kandungan aromatik/% 0

7. Kandungan olefin/% 0

8. Kandungan sulfur/% 0,0001

2.2.2 Spesifikasi Produk SampingProduk samping yang dihasilkan pada proses ini yaitu LPG dan naphtha.

Tabel 5 Spesifikasi Naphta

Spesifikasi Nilai

Flash point (oC) -21,7

Auto Ignition Temperature (oC) 225

Boiling point (oC) 26, 7 -148,9

Tekanan uap (68 oC) (hPa) 758 - 896

7 dari 26


Tabel 6 Spesifikasi LPG(Keputusan Direktur Jenderal Minyak dan Gas Bumi, 2009)

Spesifikasi Nilai

Densitas (kg/m3) (60 oF)

Tekanan uap (100 oF) (psig) 145

Kandungan sulfur (grains/100 cuft) 15

Kandungan air 0

2.2.3 Spesifikasi Limbah BuanganPada proses produksi bioavtur ini dihasilkan CO2 dan H2O sebagai bahan buangan terbesar, namun H2O dapat diolah kembali untuk digunakan pada proses. Bahan buangan lainnya, seperti limbah gas (SO2, H2S, atau NO2), dan limbah padat (sulfur cake) dapat dilihat pada bagian informasi lingkungan.

Tabel 7 Spesifikasi CO2

Rumus molekul CO2

Massa molar 44,01 g mol−1

Densitas 1562 kg/m3 (padat, 1 atm, −78.5 °C)770 kg/m3 (cair, 56 atm, 20 °C)1,977 kg/m3 (gas, 1 atm, 0 °C)

Titik leleh -78 °C, 194,7 K, -109 °F (subl.)Titik didih -57 °C, 216,6 K, -70 °F (at 5.185 bar)Kelarutan di air 1,45 g/L pada 25 °C, 100 kPaKeasaman (pKa) 6,35, 10,33Viskositas 0,07 cP pada −78.5 °C

2.3 Sistem Utilitas2.3.1 Sistem penyediaan panas

Sumber penyediaan panas : Steam dari boilerSumber penyediaan panas start-up : HP separator downstream dengan fuel gas treater.Jumlah gas yang digunakan : ≤ 8% volume dari volume gas outlet HP Separator.

2.3.2 Sistem penyediaan airSumber air : Air sungaiLokasi : Sungai Ular yang berlokasi 8 km dari lokasi pabrik

2.3.3 Standart Kualitas Air ProsesKualitas De-mineralized Water dengan parameter pada Tabel 8.

8 dari 26


Tabel 8 Kualitas air proses

No. Parameter Nilai

1. Conductivity @25oC (after ion exchange) Max 5 µS/cm

2. pH 6.8-7.2

3. Hardness Max 0.1 ppm(w) CaCO3

4. Total CO2 Max 1.0 ppm(w) CO2

5. Chloride Max 0.1 ppm(w) Cl

6. Silica Max 0.1 ppm(w) SiCO3

7. Total Iron / Total Copper / Permanganate Trace

8. Oxygen Max 0.1 ppm(w) O3

2.3.4 Media PendinginMedia pendingin yang digunakan adalah air pendingin dari air sungai.

2.3.5 Media PemanasMedia pemanas yang digunakan adalah kukus.

9 dari 26


3 INFORMASI LINGKUNGAN 3.1.1 Gas Buang

Gas buang yang dihasilkan pada proses ini ditunjukkan pada Tabel 9, dan syarat baku mutu emisi sumber tidak bergerak ditujukkan pada Tabel 10.

Tabel 9 Gas Effluent dan Batas Emisi

Sumber Metode Pengolahan Batas Emisi/Regulasi

Internal combustion equipment

Dibuang ke atmosfer

PER/MENLH/13/2009

Inseneration unit

Vent Unit dan Ambient AirPP/41/1999

KEP/MENLH/50/1996

Tabel 10 Syarat baku mutu emisi sumber tidak bergerak(Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 13 Tahun 1995)

Parameter Batas maksimum (mg/m3)

Gas klorin (Cl2) 10Nitrogen oksida (NO2) 1000Sulfur dioksida (SO2) 800Total sulfur tereduksi (H2S) 35Partikel 350

3.1.2 Limbah CairLimbah cair yang dihasilkan ada proses ini ditunjukkan pada Tabel 11, dan syarat kualitas air buangan industri domestik ditunjukkan pada Tabel 12.

Tabel 11 Liquid Effluent dan Batas Emisi

Sumber Metode Pengolahan Batas Emisi/Regulasi

Oily Process Water Drain Diolah di WTP Kep/MENLH/112/2003

Spent Acid dan Spent Caustic dari de-mineralized water treatment package

Diolah di neutralization pit, kemudian dicampur

Produced WaterpH 6-8

Sludge avtur Insenerasi Per/MENLH/18/2009 tentang B3

10 dari 26


Tabel 12 Syarat kualitas air buangan industri domestik(Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 112 Tahun 2003)

Parameter BatasanpH 6-10BOD ≤ 100 mg/LTSS ≤ 100 mg/LLemak dan minyak ≤ 10 mg/L

3.1.3 Limbah PadatLimbah padat yang dihasilkan pada proses ini ditunjukkan pada Tabel 13.

Tabel 13 Solid Effluent dan Batas Emisi

Sumber Metode Pengolahan Batas Emisi/ Regulasi

Sulfur cake Diolah menjadi sulfur -

11 dari 26


4 BASIS PEMILIHAN BAHANMaterial yang digunakan adalah carbon steel karena senyawa yang akan ditangani tidak mengandung zat yang korosif. Walaupun proses yang terjadi berada pada tekanan dan temperatur yang tinggi, namun kondisi ini masih berada di bawah batas kemampuan bahan carbon steel.

5 PERHITUNGAN KEEKONOMIAN SEDERHANA (GPM)HARGA BAHAN BAKU

Harga CKPO Rp/kg 14000GHV CKPO MJ/kg 40

Laju pengumpanan CKPO tpd 100Biaya CKPO MiliarRp/yr 462

Harga Gas Alam Rp/MMBTU 47160Laju pengumpanan Gas Alam Tpd 11

MMBTU/d 541,75Biaya Gas Alam MiliarRp/yr 8,43

BIAYA PEGAWAI MiliarRp/yr 94BIAYA LAIN-LAIN MiliarRp/yr 94BIAYA PRODUKSI KESELURUHAN MiliarRp/yr 658PENJUALAN AVTUR

Harga Avtur Rp/kg 27000GHV Avtur MJ/kg 42

Laju Produks Avtur tpd 80Penjualan Avtur MiliarRp/yr 739

Penjualan keseluruhan avtur MiliarRp/yr 81

12 dari 26


6 NERACA MASSA & ENERGI (BFD)

Gambar 3 Block flow diagram dari hidrodeoksigenasi CKPO

13 dari 26


Appendix A – Kajian Lokasi Pabrik

Penentuan lokasi pabrik ini berdasarkan beberapa faktor yang diharapkan dapat berguna dalam operasional pabrik. Beberapa faktor diantaranya yaitu faktor kemudahan memperoleh bahan baku, memasarkan produk, mendapatkan sarana pendukung dan faktor penunjang lainnya. Kajian penentuan lokasi akan dijelaskan lebih lengkap pada bagian ini.

Gambar 4 Peta lokasi pabrik

Kemudahan dalam Memperoleh Bahan Baku

Salah satu provinsi penghasil minyak inti sawit terbesar di Indonesia adalah di Sumatera Utara. Hal itu di tunjukkan dengan adanya 3 PTPN yang beroperasi di propinsi tersebut, yaitu PTPN II, PTPN III, PTPN IV. Dengan adanya 3 sumber bahan baku tersebut diharapkan tidak akan terjadi kekurangan bahan baku saat pabrik telah didirikan. Selain itu, PTPN sendiri berencana akan terus menambah jumlah pabrik pengolah minyak kelapa sawit dan inti kelapa sawit dari waktu kewaktu.

Selain itu juga, lokasi dari pabrik yang akan didirikan jaraknya tidak jauh dari lokasi PTPN. Dari lokasi pabrik pengolah minyak inti kelapa sawit yang dimiliki oleh PTPN III dan IV jaraknya hanya sekitar 80 km dan dari pabrik pengolah minyak inti kelapa sawit milik PTPN II hanya sekitar 110 km. Kedekatan tersebut diharapkan dapat lebih menjamin keamanan ketersediaan pasokan bahan baku karena faktor resiko di jalan yang berkurang.

14 dari 26


Kemudahan dalam Pemasaran

Lokasi pabrik yang akan dibangun sangat dekat dengan lokasi bandar udara internasional kualanamu yang memiliki potensi menjadi salah satu bandar udara terbesar di dunia. Bandara kualanamu juga diperkirakan akan padat denagn lalu lintas udara sebanyak 10.000 penerbangan per tahun. Jarak yang dekat ini akan memberikan peluang suksesnya pabrik dalam hal pemasaran produk, karena harga bioavtur yang ditawarkan akan lebih kompetitif disebabkan biaya yang digunakan untuk transportasi pngiriman bahan baku lebih rendah.

Kemudahan Mendapatkan Sarana Pendukung

Pada lokasi ini, sarana pendukung tambahan akan didapatkan dengan mudah, yaitu faktor utilitas dan transportasi. Terdapat sungai dan pantai laut yang jaraknya tidak jauh dari lokasi pabrik sehingga utilitas air penukar panas dan air proses tersedia secara melimpah. Selain itu juga dapat digunakan sebagai tempat pembuangan air hasil proses. Pasokan energi listrik juga tersedia, sehingga kebutuhan akan energi listrik bisa terpenuhi.

Faktor yang tidak kalah penting yaitu kemudahan transportasi untuk pendistribusian produk atau pengiriman bahan baku. Lokasi pabrik ini berada di jalur utama sumatera utara sehingga pengiriman bahan baku maupun produk dapat dilakukan dengan resiko mengalami masalah di jalan yang rendah. Selain itu terdapat juga jalur kereta api yang dapat digunakan untuk pengiriman bahan baku. Lokasi pabrik juga dekat dengan pelabuhan kuala tanjung yang dapat digunakan sebagai jalur ekspor.

15 dari 26


Appendix B – Filosofi Perancangan

Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui proses fotosintetik, baik berupa produk maupun buangan. Contoh biomassa antara lain adalah tanaman, pepohonan, rumput, ubi, limbah pertanian, limbah hutan, tinja dan kotoran ternak. Selain digunakan untuk tujuan primer serat, bahan pangan, pakan ternak, minyak nabati, bahan bangunan dan sebagainya, biomassa juga digunakan sebagai sumber energi (bahan bakar). Umum yang digunakan sebagai bahan bakar adalah biomassa yang nilai ekonomisnya rendah atau merupakan limbah setelah diambil produk primernya.

Sumber energi biomassa mempunyai beberapa kelebihan antara lain merupakan sumber energi yang dapat diperbaharui (renewable) sehingga dapat menyediakan sumber energi secara berkesinambungan (suistainable). Di Indonesia, biomassa merupakan sumber daya alam yang sangat penting dengan berbagai produk primer sebagai serat, kayu, minyak, bahan pangan dan lain-lain yang selain digunakan untuk memenuhi kebutuhan domestik juga diekspor dan menjadi tulang punggung penghasil devisa negara.

Beberapa alternatif proses untuk memproduksi bioavtur dari biomassa adalah sebagai berikut

Pirolisis biomassa

Pirolisis tergolong ke dalam thermochemical process yang pada umumnya terdiri dari enam tahap :

1. Chopping and grindingProses grinding merupakan proses yang mahal dan intensif energi. Biaya grinding dapat mencapai $11/MT biomassa (Sokhansanj dkk, 2006) bergantung dari jenis peralatan dan kondisi umpan.

2. DryingKandungan air dalam umpan menghasilkan peningkatan kebutuhan panas dan menurunkan perolehan produk. Untuk proses pirolisis, dianjurkan kandungan air tidak melebihi 7% (Bridgwater dkk, 2003), maka dari itu umpan perlu dikeringkan terlebih dahulu.

3. Fast pyrolysisFast pyrolisis pada biomassa merupakan proses yang melibatkan pertukaran panas yang tinggi, waktu tinggal rendah, dan temperatur hingga 500°C.

4. Gas cleanupGas yang dihasilkan dari reaktor pirolisis membawa partikulat dengan diameter yang beragam. Berbeda dengan partikel yang terbawa dari reaktor gasifikasi, partikel dari reaktor pirolisis memiliki ukuran yang jauh lebih kecil yaitu sekitar 25 mikron. Ukuran partikel akan menentukan desain peralatan filter atau siklon. Partikel yang dihasilkan dari pemisahan (char) dapat diumpankan ke dalam pembakaran yang menghasilkan panas.

5. Oil collectionTerdapat banyak metoda yang dapat digunakan untuk mendapatkan bio-oil dari gas hasil reaktor pirolisis. Untuk mendapatkan yield yang besar, proses kondensasi harus dilakukan secepat mungkin untuk menghindari reaksi sekunder dalam gas yang mengurangi perolehan minyak. Pendinginan yang umum dilakukan adalah dengan indirect heat exchanger dengan media pendingin air proses dan menghasilkan steam.

16 dari 26


6. HydrotreatingHydrotreating merupakan proses eksotermik bertujuan untuk menghilangkan pengotor pada pengolahan downstream minyak. Hydrotreating dilakukan dalam atmosfer kaya hidrogen (95%-mol atau 5% massa) dengan kondisi operasi tekanan antara 7-10 MPa dan temperatur 300°-400°C dengan katalis cobalt-molybdenum. Hydrocracking pada umumnya dilakukan setelah hydrotreating untuk mendapatkan fraksi hidrokarbon lebih ringan sesuai yang diingikan dari fraksi hidrokarbon berat melalui pemutusan ikatan (adisi hidrogen). Hidrokarbon panjang seperti C30

dapat dipecah untuk menjadi C12 (diesel) dan C8 (gasoline).

Kekurangan dari proses pirolisis biomassa adalah rendemen yang diperoleh cukup rendah, selain itu kondisi tekanan dan temperatur proses yang diperlukan cukup tinggi. Proses ini juga menghasilkan limbah tar dan zat volatil yang berbahaya untuk lingkungan.

GasifikasiGasifikasi biomassa adalah konversi dari turunan senyawa organik berupa karbon melalui oksidasi parsial menjadi produk gas berupa syngas dengan komposisi utama berupa hidrogen dan karbon monoksida dan komposisi lain seperti karbon dioksida, air, metana, dan nitrogen. Empat tahap penting dalam proses gasifikasi adalah pengeringan, devolatilisasi, pembakaran, dan reduksi. Tahap pengeringan berguna untuk menghilangkan moisture. Devolatilisasi dilakukan dengan pemanasan dengan menggunakan oksigen sehingga terbentuk CO dan CO2. Tahap pembakaran bersifat eksotermik, sehingga menghasilkan panas untuk tahap reduksi. Tahap reduksi mencakup reaksi pada Tabel 14.

Tabel 14 Reaksi gasifikasi

Nama ReaksiWater gas C + H2O → CO + H2

Boudouard C + O2 → 2CO

Water-Gas-Shift CO + H2O → CO2 + H2

Methanation CO + 3H2 → CH4 + H2O

Sintesis Fischer-Tropsch

Reaksi pertumbuhan rantai Fischer Tropsch dapat menghasilkan produk hidrokarbon ringan (C1 dan C2), LPG (C3-C5), nafta (C5-C12), diesel (C13-C19), dan wax (C20+). Mekanisme utama dalam reaksi FT adalah sebagai berikut:

CO + 2H2 → -CH2- + H2OProduk dari Fischer Tropsch merupakan hidrokarbon yang panjangnya berbeda. Selektivitas rantai panjang (SC5+) diperlukan untuk mencapai jumlah maksimum hidrokarbon rantai panjang. Terdapat tiga reaktor yaitu fluidized bed reactor, fixed bed reactor, dan slurry reactor. Penelitian selama ini menunjukkan fixed reactor dan slurry reactor sangat menjanjikan untuk reaksi Fischer Tropsch. Kelebihan masing-masing reaktor tergantung pada jenis biomassa yang digunakan. Namun dari segi sensitivitas terhadap inert (relevan untuk biomassa yang diharapkan menghasilkan karakteristik gas dengan yang diperoleh dari gas alam) reaktor slurry lebih menguntungkan. Kekurangan slurry adalah perlunya ditambahkan unit pemisahan wax dan katalis.

17 dari 26


Proses HidrodeoksigenasiProses hidrodeoksigenasi adalah sebuah proses yang digunakan untuk menghasilkan hidrokarbon dari biomassa. Kandungan oksigen yang terdapat pada biomassa dapat menurunkan kualitas produk bahan bakar dan heating value dari biomassa tersebut. Pada proses hidrodeoksigenasi, oksigen yang terkandung di dalam biomassa dihilangkan melalui reaksi katalitik dengan hidrogen. Reaksi ini dapat dilakukan menggunakan fixed-bed catalytic reactor dengan katalis NiMo atau CoMo tersulfurisasi. Reaksi yang terjadi pada proses hidrodeoksigenasi adalah sebagai berikut :

Gambar 5 Reaksi Hidrodeoksigenasi Asam Laurat

Proses yang digunakan untuk produksi bioavtur dari CKPO ini adalah proses hidrodeoksigenasi yang secara umum terbagi menjadi empat tahap seperti yang ditampilkan pada Gambar 6.

Gambar 6 Tahap hidrodeoksigenasi

1. Pre-treatmentPada tahap pre-treatment, umpan yang berupa trigliserida dipompa hingga mencapai tekanan operasi yaitu sebesar 1200-1800 psig. Gas H2 kemudian ditambahkan ke dalam aliran yang lalu dipanaskan pada sebuah heat exchanger dengan aliran produk 2nd stage HDO reactor sebagai fluida pemanas. Aliran ini kemudian dipanaskan lebih lanjut menggunakan heater hingga mencapai 315-350 °C.

2. 1st stage HDO reactorPada reaktor tahap 1, terjadi proses perekahan dari trigliserida menjadi fatty alcohol dan gugus ester yang lebih kecil, mekanisme reaksi katalitik yang terjadi ditampilkan pada Gambar 7.

18 dari 26

Pre-treatment 1st stage HDO reactor

2nd stage HDO reactor Hydrocracking


Gambar 7 Gambar perekahan trigliserida

3. 2nd stage HDO reactorPada reaktor tahap 2, terjadi proses hydrogenolysis dimana atom-atom oksigen yang tersisa pada fatty alcohol dan produk diester intermediat dihilangkan. Reaksi yang terjadi ditampilkan pada Gambar 8.

Gambar 8 Reaksi hydrogenolysis

4. HydrocrackingPada tahap hydrocracking, produk keluaran reaktor tahap 2 yang berupa n-paraffin mengalami perengkahan sehingga menjadi gugus-gugus hidrokarbon yang lebih kecil, sehingga kemudian diperoleh produk akhir bioavtur (C10-C15) dan naphtha (C5-C6).

Dasar Turndown RatioTurndown ratio yang digunakan untuk pabrik ini adalah 40%. Alasan pemilihan angka ini adalah karena angka ini merupakan nilai optimal yang dapat mengantisipasi perubahan kapasitas produksi dengan cukup baik.

Dasar Asumsi Pabrik Bekerja 330 Hari/TahunPabrik bekerja 330 hari dalam setahun (360 hari) dengan 30 hari vakum yang digunakan untuk perawatan/maintenance pabrik.

Dasar Umur Pabrik 20 TahunPabrik diasumsikan berumur 20 tahun sesuai dengan usia peralatan dan mesin yang digunakan pabrik pada umumnya yaitu sekitar 15 – 20 tahun.

19 dari 26


Appendix C – Kajian Ketersediaan Bahan Baku

Indonesia merupakan salah satu negara penghasil minyak sawit dan inti kelapa sawit terbesar di dunia dengan produksi 20 juta ton pada tahun 2010 dan diprediksi pada tahun 2010 akan mencapai 40 juta ton. Hal itu memberikan kesempatan kepada Indonesia untuk terus mengembangkan dan memanfaatkan sektor tersebut secara maksimal. Peta persebaran industri kelapa sawit dapat dilihat pada Gambar 9.

Gambar 9 Peta persebaran industri kelapa sawit di Indonesia

Perlu kita ketahui bahwa salah satu provinsi penghasil minyak sawit dan minyak inti kelapa sawit terbesar di Indonesia adalah Sumatera Utara. Menurut BPS Sumatera Untara, di provinsi ini tandan buah segar sawit yang dihasilkan pertahunnya rata-rata sebesar 5 juta ton. Data produksi tandan buah segar sawit dapat dilihat pada Gambar 10.

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 20110

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

tahun

ton

Gambar 10 Data produksi tandan buah segar sawit di Sumatera Utara

20 dari 26


Selain itu di provinsi ini terdapat 3 PTPN penghasil minyak sawit dan minyak init kelapa sawit, yaitu PTPN II , III dan IV. Setiap PTPN memiliki pabrik pengolahan kelapa sawit yang menghasilkan minyak inti kelapa sawit. Di PTPN II yang berlokasi di Langkat, Sumatera Utara, minyak inti kelapa sawit yang dihasilkan rata-rata mencapai 27.500 ton per tahun, sedangkan di PTPN III dan PTPN IV yang berlokasi di Kabupaten Simalungun, Sumatera Utara, masing-masing mengahsilkan minyak inti kelapa sawit rata-rata sebesar 81.000 ton dan 125.000 ton per tahun. Bahkan pada tahun 2012 ketiga PTPN tersebut berhasil memproduksi minyak inti sawit sebesar 236.589 ton. Jumlah itu mengalami peningkatan dari tahun 2011 sebesar 4,17%, dan diprediksikan bahwa ketiga PTPN tersebut akan terus menambah jumlah pabrik ataupun kapasitas pabrik pengolah minyak inti sawit.

21 dari 26


Appendix D – Kajian Produk

Avtur atau yang lebih umum disebut Aviation Fuel adalah produk hasil pengolahan minyak bumi yang digunakan sebagai sumber tenaga pada pesawat terbang. Avtur merupakan bahan bakar yang memiliki kualitas lebih tinggi apabila dibandingkan dengan bahan bakar yang digunakan untuk proses pembakaran, pemanasan, atau transportasi darat karena kondisi kerja yang harus dipenuhi terbilang spesifik. Bahan bakar yang digunakan untuk pesawat terbang memerlukan penambahan beberapa zat aditif untuk mencegah pembekuan dan ledakan pada kondisi-kondisi temperatur yang ekstrim.

Avtur yang umum digunakan saat ini adalah produk hasil pengembangan dari avtur berbasis illuminating kerosine yang sebelumnya digunakan sebagai bahan bakar mesin dengan turbin gas. Mesin-mesin jenis ini membutuhkan bahan bakar yang dapat menghasilkan proses pembakaran yang baik dan memiliki kandungan energi yang tinggi. Avtur yang paling banyak digunakan di pasaran adalah tipe JET A-1 and Jet A. Beberapa tipe avtur yang beredar di pasaran antara lain:

Jet A-1Jet A-1 memiliki flash point minimum sebesar 38 °C (100°F) dan freeze point maksimum sebesar -47 °C.

Jet AJet A memiliki freeze point maksimum yang lebih tinggi daripada Jet A-1 yaitu sebesar -40 °C. Avtur tipe Jet A biasanya hanya tersedia di Amerika Serikat.

Jet BJet B adalah tipe avtur yang banyak digunakan pada daerah yang memiliki cuaca sangat dingin. Avtur tipe ini juga dapat digunakan sebagai alternatif terhadap Jet A-1 namun karena sifatnya yang mudah terbakar penggunaannya sangat terbatas.

TS-1TS-1 adalah tipe avtur yang banyak digunakan di Rusia dan memiliki nilai flash point minimum sebesar 28 °C dan freeze point maksimum 50 °C.

JP-4JP-4 banyak digunakan untuk pesawat militer. Tipe JP-4 memiliki kesamaan dengan tipe Jet-B dengan penambahan aditif penghambat korosi dan anti-icing.

JP-8JP-8 adalah bahan bakar pesawat militer yang setara dengan tipe Jet A-1 dengan penambahan aditif penghambat korosi dan anti-icing.

JP-5JP-5 banyak digunakan untuk kapal perang pembawa pesawat terbang militer (aircraft carrier), dan merupakan tipe kerosin yang memiliki flash point tinggi.

Secara kimia, komponen yang terkandung dalam bahan bakar avtur terdiri dari: Hidrokarbon parafinik (CnH2n+2), Monoolefik (CnH2n), Naftenik (Sikloalkan, CnH2n),

22 dari 26


masing-masing pada rentang C10 hingga C15. Sebagai contoh, bahan bakar avtur JP-8 memiliki komposisi 43% n-dodekana, 27% iso-setana, 15% metilsikloheksan, dan 15% 1-metilnaftana.

Perbandingan sifat fisik bioavtur, campuran 1:1 bioavtur dengan avtur konvensional, dan avtur konvensional (jet fuel no.3) ditunjukkan oleh Tabel 15.

Tabel 15 Perbandingan Spesifikasi Avtur dengan Bioavtur

Parameter Bio-jet

Bio-jet:Conventional

jet(1:1)

Jet fuel No.3(GB6537-2006)

Massa jenis (kg/m3)(20 oC) 749,2 776,9 775-830Batas distilasi

IBP 165,9 161,810% 182,1 178,4 20520% 187,8 183,650% 206,6 201,190% 246,3 238,7FBP 259,3 254,8 300

Titik beku/oC -58,6 -61,3 -47Titik asam/mm >32 29,7 25

Flash point (Closed)/C 50 48 38Viskositas

kinematik/(mm2/s)(20C) 1,833 1,762 1,25(-20C) 4,582 4,284 8

Kandungan aromatik /% 0,01 8,3 <25,0Kandungan olefin /% 0 0,4 5

Kandungan sulfur keseluruhan 0,0001 <0,04 0,2

Tahun 2011 lalu tercatat bahwa Indonesia menduduki peringkat keenam tercepat di dunia dalam pertumbuhan jumlah perjalanan internasional. International Air Transport Association (IATA) memperkirakan, selama periode 2010 – 2014 laju pertumbuhan penerbangan di Indonesia bisa mencapai 10 persen per tahun (Tempo, 2011). Total penggunaan avtur untuk kebutuhan penerbangan dunia mencapai 73 triliun galon/tahun. Harga bahan bakar ini pun terus merangkak naik dari tahun ke tahun. Kenaikan ini tentunya juga merupakan dampak dari naiknya harga minyak dunia.

Pengembangan bahan bakar pesawat terbang yang berbasis biofuel sudah mulai berjalan di negara maju terutama kawasan Uni Eropa dan Amerika Serikat. Pesawat terbang sebagai moda transportasi udara menjadi penyumbang emisi gas rumah kaca lantaran menggunakan avtur, bahan bakar berbasis minyak fosil. Semakin banyaknya jumlah pesawat terbang dan konsumsi avtur adalah ancaman bagi kelestarian lingkungan.

Di Indonesia, Kementerian Perhubungan telah memiliki Keputusan Menteri Perhubungan KP. 201 Tahun 2013 untuk penurunan gas emisi rumah kaca. Salah satu strateginya adalah mendorong pemakaian bioavtur untuk pesawat terbang. Realisasi dari strategi ini sudah terbukti dengan pembuatan MoU antara Kementerian Perhubungan dan Kementerian Energi Sumberdaya Mineral mengenai pemanfaatan bahan bakar nabati pada pesawat udara (Aviation Biofuel) dan Energi Terbarukan (Renewable Enegy) secara berkelanjutan pada bandar udara (bandara).

23 dari 26


Di dunia, pengembangan avtur berbasis nabati masih berasal dari minyak kedelai, camelina, biji jarak dan kanola. Selain itu, adapula yang menggunakan alcohol-to-jet berbasis etanol dan direct sugar-to-hydrocarbon. Indonesia merupakan negara pertama yang akan menggunakan bahan bakar avtur berbasis sawit. Target campuran biodiesel dengan avtur akan meningkat secara bertahap mulai dari 2% pada tahun 2016, selanjutnya meningkat sebesar 3% pada tahun 2020 dan 5% pada tahun 2025.

Pemanfaatan bioavtur mulai diimplementasikan pada tahun 2016 yaitu dengan mencampur (blending) 2 persen biofuel dengan avtur atau setara dengan 95 ribu kiloliter (kL). Jumlah ini masih terbilang kecil sebesar 0,02% dari total kebutuhan avtur Pertamina yang mencapai 4,8 juta kL di tahun yang sama. Pada 2020, kebutuhan avtur dalam negeri diproyeksikan akan mencapai 5,8 juta kL dengan campuran 3% biofuel (175 ribu kL). Selain pesawat, pemanfaatan energi terbarukan (renewable energy) digunakan pada bandar udara yang sebesar 7.5 MW pada 2020.

Pada tahun ini, Pertamina diproyeksikan menyerap biodiesel sebesar 5,3 juta kL untuk disuplai kepada sektor transportasi dan pembangkit listrik. Namun, dari jumlah tersebut baru 23% yang dapat dipenuhi melalui tender tahap pertama. Untuk itu, Pertamina berencana menggelar tender ulang yang digunakan untuk menyerap sisa kebutuhan.

Avtur konvensional memiliki beberapa kekurangan, selain berasal dari sumber daya yang tak terbarukan dan harganya yang terus merangkak naik, emisi gas CO2 yang dihasilkan avtur pun tergolong besar. Perbandingan emisi CO2 yang dihasilkan oleh avtur/kerosin konvensional dengan berbagai bioavtur ditunjukkan oleh Gambar 11. Oleh karena itu, pengembangan bioavtur sangat perlu untuk dilakukan.

Gambar 11 Perbandingan emisi gas CO2 yang dihasilkan oleh berbagai bahan bakar pesawat

(Sumber: UOP Literature SINOPEC Biojet Fuel Technology)

24 dari 26


Appendix E – Kajian Keekonomian

Jika dilihat dari grafik harga CKPO, diperkirakan harga CKPO akan terus naik. Pada perhitungan perancangan ini digunakan basis harga CKPO sebesar Rp 5.500,00/kg, sedangkan harga jual bioavtur diasumsikan Rp 20.000,00/kg. Harga CKPO merupakan harga curah, sedangkan harga bioavtur diasumsikan hanya sebesar Rp 20.000,00/kg karena diperkirakan pabrik yang memproduksi bioavtur akan banyak. Biaya pegawai dan lain-lain diasumsikan masing-masing sebesar 20% dari total biaya pembelian bahan baku. Jumlah bioavtur yang diproduksi diasumsikan sebesar 80% dari jumlah bahan baku CKPO.

Gambar 12 Harga Palm Kernel Oil

25 dari 26


Appendix F – Kajian Neraca Massa

Dari perhitungan neraca massa yang telah dilakukan, diambil basis perhitungan sebesar 100 ton umpan CKPO (C39H74O6) dan diasumsikan besarnya H2 yang direaksikan selalu berlebih. Reaksi HDO pada reaktor II menghasilkan 79,94 ton C12H26, 6,89 ton C3H8, dan 16,93 ton air. C3H8 dialirkan ke reaktor sebagai bahan bakar, air dialirkan ke unit water treatment untuk diolah, sedangkan n-parafin (C12H26) dialirkan ke reaktor untuk dilakukan hydrocracking. Keluaran reaktor hydrocracking berupa bioavtur dan naphtha yang masing-masing berjumlah ...

26 dari 26

b.1.1.03 rev11feb paul

Documents