Abstrak—Tingginya kebutuhan energi dan pentingnya pengembangan bahan bakar alternatif menjadi latar belakang utama  pendirian  industri  DME  ini.  Didukung  dengan ketersediaan  bahan  baku  gas  alam  di  Indonesia  yang  cukup untuk  memproduksi  DME  sebagai  bahan  bakar  alternatif. Dengan  kondisi  demikian  maka  industri  DME  di  Indonesia memiliki prospek positif kedepannya. Bahan baku utama dalam proses  pembuatan  DME  yaitu  gas  alam  yang  memiliki komposisi  sebesar  80,27%  hidrokarbon,  19,39%  CO 2 ,  dan sisanya  N 2 .  Adapun  bahan  baku  tambahan  berupa  steam, oksigen, dan recycle CO 2 yang merupakan byproduct dari tiap proses. Kapasitas produksi DME direncanakan sebesar 210.000 ton/tahun.  Perencanaan  ini  berdasarkan  rencana  pemerintah, jumlah  produksi,  konsumsi,  ekspor,  dan  impor  LPG  yang diproyeksikan  pada  tahun  2024.  Dalam  pemenuhan  kapasitas tahunan,  pabrik  akan  beroperasi  kontinyu  24  jam  per  hari selama 330 hari. Untuk memproduksi DME tersebut diperlukan bahan  baku  gas  alam  sebesar  746.111  ton/tahun.  Proses pembuatan  DME  menggunakan  indirect  process  dapat diuraikan  menjadi  beberapa  tahapan  proses,  yaitu  proses primary  reforming,  secondary  reforming,  methanol  synthesis, methanol  purification,  DME  synthesis,  dan  DME  purification. Dari  perhitungan  analisa  ekonomi,  dengan  harga  jual  DME sebesar  $550  per  ton.  Adapun diperoleh  Internal  Rate  Return (IRR) sebesar 17,10%. Dengan IRR tersebut mengindikasikan bahwa pabrik layak untuk didirikan dengan suku bunga 9,75% dan  waktu  pengembalian  modal  (pay  out  period)  selama  5,9 tahun.  Perhitungan  analisa  ekonomi  didasarkan  pada discounted  cash  flow.  Modal  untuk  pendirian  pabrik menggunakan  rasio  30%  modal  sendiri  dan  70%  modal pinjaman.  Modal  total  yang  dibutuhkan  untuk  mendirikan pabrik  adalah  sebesar  Rp1.734.605.045.072.  Sedangkan  Break Event Point (BEP) yang diperoleh adalah sebesar 42,39%.
Kata Kunci—DME, Gas Alam, Indirect Process, LPG.

## I. PENDAHULUAN
EJAK Indonesia menjalankan program konversi minyak tanah  ke  LPG  pada  tahun  2007,  konsumsi  LPG  dalam negeri  melonjak  drastis.  Kebutuhan  LPG  untuk  program tersebut terus meningkat secara signifikan dari tahun ke tahun hingga  pada  tahun  2017  menjadi  sebesar  5.461.934  Mton. Selisih antara jumlah produksi dan kebutuhan dipenuhi dari impor, yang jumlahnya setiap tahun terus meningkat seiring berjalannya  program  konversi  minyak  tanah  ke  LPG. Tentunya  dengan  adanya  impor  ini  mengakibatkan  beban anggaran Pemerintah semakin besar dan dapat menimbulkan ketergantungan dari pihak luar. Tingginya kebutuhan energi dan  pentingnya  pengembangan  bahan  bakar  alternatif menjadi  latar  belakang  utama  pendirian  industri  DME  ini. Didukung  dengan  ketersediaan  bahan  baku  gas  alam  di Indonesia  yang  cukup  untuk  memproduksi  DME  sebagai bahan  bakar  alternatif.  Dengan  kondisi  demikian  maka industri  DME  di  Indonesia  memiliki  prospek  positif
kedepannya. Berikut adalah data produksi LPG di Indonesia pada tahun 2014 hingga 2019 disajikan pada Gambar 1.
Dapat dilihat dari Gambar 1 bahwa pada 5 tahun terakhir terlihat  bahwa  hasil  produksi  kilang  LPG  mengalami penurunan sedangkan jumlah konsumsinya terus meningkat. Hal ini menyebabkan terjadinya defisit yang sehingga harus dilakukannya  impor  untuk  memenuhi  kebutuhan  dalam negeri. Untuk data permintaan dan penawaran disajikan pada Gambar 2.
Dari  Gambar  2  dapat  dilihat  bahwa  permintaan  LPG  di Indonesia  semakin  meningkat.  Penambahan  volume  ini didorong  oleh  jumlah  penduduk  yang  meningkat,  ekonomi yang  tumbuh  terutama  ekonomi  mikro,  serta  kesadaran masyarakat  masyarakat  untuk  menggunakan  energi  bersih dan  ramah  lingkungan  (bila  dibandingkan  dengan  minyak tanah  ataupun  kayu  bakar).  Badan  Usaha  yang  melakukan impor  dan  ekspor  LPG  hanya  PT  Pertamina  (Persero). Digambarkan  pada  Gambar  1,  Kementerian  ESDM  tahun 2017  mencatat  kegiatan  produksi,  konsumsi,  ekspor  dan impor  terhadap  LPG  setiap  tahun  mengalami  peningkatan. Hal  ini  dikarenakan  adanya  program  pengalihan  Minyak Tanah  ke  LPG  yang  telah  berlangsung  sejak  tahun  2007, dimana  semakin  banyak  masyarakat  terutama  sektor  rumah tangga yang beralih menggunakan LPG.
Tingginya  kebutuhan  LPG  dalam  negeri  mendorong perlunya  bahan  bakar  alternatif  yang  bertujuan  untuk mensubtitusi LPG. Dimetil eter (DME) adalah suatu senyawa organik  dengan  rumus  kimia  CH 3 OCH 3 yang  dapat dihasilkan dari berbagai sumber bahan baku seperti gas bumi, batubara, serta biomassa. DME mempunyai angka cetan yang tinggi  dan  mempunyai  karakteristik  menyerupai  LPG. Penggunaan DME sebagai sebagai bahan alternatif pengganti LPG  diharapkan  mampu  menekan  jumlah  impor  LPG  yang tiap  tahunnya  mengalami  peningkatan  guna  memenuhi kebutuhan dalam negeri.
DME adalah suatu senyawa organik dengan rumus kimia CH 3 OCH 3 yang dapat dihasilkan dari pengolahan gas bumi, hasil  olahan  dan  hidrokarbon  lain.  DME  dapat  digunakan sebagai bahan bakar, yang mana dapat dimanfaatkan secara langsung  ataupun  sebagai  campuran.  DME  memiliki  sifat yang  hampir  sama  dengan  LPG,  yaitu  berwujud  gas  pada kondisi  ruang  dan  mempunyai  titik  didih  yang  berdekatan dengan  LPG.  Bahan  baku  DME  dapat  berupa synthesis  gas ( one  step  process )  atau methanol ( two  step  process ). Mengingat  kebutuhan  energi  nasional  yang  semakin  tinggi, maka diperlukan energi baru yang mana dapat mensubstitusi energi  yang  telah  ada.  Potensi  ketersediaan  gas  alam  di Indonesia yang melimpah juga menjadi latar belakang utama didirikannya  Pabrik  DME  dari  Gas  Alam  ini  [1].  Menurut Kementerian  Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral  (ESDM),

## Pra Desain Pabrik Dimetil Eter (DME) dari Gas Alam Menggunakan Metode Indirect Process
Luthfi Kurina ’Arifushidqi, Ibrohim Muhammad, Yeni Rahmawati dan Siti Nurkhamidah Departemen Teknik Kimia, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : rifqah-18des@chem-eng.its.ac.id
S
subtitusi LPG dengan DME sebanyak 20% akan mengurangi beban impor LPG sebesar 36%. Penelitian lain membuktikan bahwa  DME  menghasilkan  emisi  NOx,  SOx,  CO,  dan partikulat yang lebih rendah serta efisiensi pembakaran lebih tinggi  dibandingkan  bahan  bakar  lainnya.  DME  dapat digunakan sebagai bahan bakar karena memiliki angka cetane yang  tinggi,  sehingga  memiliki  sifat  pembakaran  seperti bahan  bakar  lainnya.  Pemanfaatan  DME  sebagai  substitusi LPG  dengan blending (campuran)  diperkirakan  tidak  akan merubah spesifikasi tabung LPG, selain menggantikan karet penyekat  ( seal )  dengan  bahan  yang  cocok  terhadap  DME. Campuran  20%  DME  pada  LPG  tidak  memerlukan perubahan  apapun  pada  tabung  dan  perlengkapan  LPG lainnya [2].
Secara  garis  besar,  DME  dapat  diproduksi  melalui  dua tahap.  Pertama,  hidrokarbon  dari  gas  alam  dikonversi menjadi syngas (CO, CO 2 , dan H 2 O). Syngas diproses lebih lanjut menjadi DME baik melalui sintesa methanol kemudian dimurnikan terlebih dahulu, yang biasa disebut proses tidak langsung ( indirect process ), atau secara langsung dalam satu tahap sekaligus yang disebut direct process . Dalam teknologi proses  sintesa  DME  yang  paling  berperan  adalah  katalis. Katalis yang tersedia sekarang adalah katalis yang dirancang spesifik,  bukan  katalis  yang general [3].  Berikut  adalah
penjelesan  mengenai  proses  langsung  dan  tidak  langsung dalam pembuatan dimetil eter dari gas alam [4].

## A. Proses Tidak Langsung
Proses  pembentukan  DME  secara  tidak  langsung  terbagi dalam  tiga  tahap.  Tahap  pertama  pembentukan syngas dari metana. Dilanjutkan tahap kedua adalah sintesa metanol dari syngas .  Tahap  ketiga  adalah  sintesa  DME  dari  dehidrasi metanol  dengan  katalis  asam  sulfat  atau  alumina.  Berikut merupakan  reaksi-reaksi  utama  yang  terjadi  untuk  proses tidak langsung:
Pembentukan syngas :
CH 4 + H 2 O ↔ 3H 2 + CO
∆H 298 ° = 198 kJ/mol.....(1)
Pembentukan Metanol
CO + 2H 2 → CH 3 OH
∆H 298 ° = -90,7 kJ/mol..(2) CO 2 + 3H 2 → CH 3 OH + H 2 O ∆H 298 ° = -49,3 kJ/mol..(3)
Dehidrasi Metanol:
2CH 3 OH → CH 3 OCH 3 + H 2 O
∆H 298 ° = -11,7 kJ/mol..(4)
Gambar 1 . Data produksi LPG di Indonesia pada tahun 2015-2019.
Gambar 2. Grafik supply demand LPG di Indonesia. 0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 12000000 14000000 16000000 18000000 2012 2013 2014
2015 2016
2017 2018 2019 To n Produksi (ton) Konsumsi (ton)
Impor (ton)
Proses  secara  tidak  langsung  terjadi  dalam  2  tahap pembentukan, sehingga dibutuhkan dua reaktor. Reaksi yang terjadi pada proses ini dilakukan pada fasa gas dengan katalis padat  nikel  dan  γ-alumina.  Katalis  ini  dapat  memberikan konversi  yang  tinggi.  Peningkatan  temperatur  yang  cepat akan  menurunkan  aktivitas  katalis  sehingga  suhu  dalam reaktor  perlu  dijaga  secara  cermat. Steam ditambahkan  ke metanol  untuk  menghindari  pengendapan  karbon  pada permukaan  katalis  agar  umur  katalis  dapat  bertahan  lama. Kondisi operasi reaksi pada suhu 250  – 400°C dan tekanan 20 bar. Kemurnian yang dapat dicapai 99,99%. Jenis reaktor yang dipakai untuk proses tidak langsung ini adalah reaktor fixed  bed  catalytic dehydration .  Sistem  yang  dipakai dalam teknologi  proses  ini  relatif  sederhana  dan  sudah  dipakai sangat  luas.  Alasan  lainnya yaitu  dalam penggunaan  sistem ini termasuk jenis low capital investment[1].

## B. Proses Langsung
Proses  ini  melalui  3  tahap  utama,  yaitu  preparasi syngas ( autothermal  reformer ),  sintesa  DME  pada slurry  reactor , dan  pemurnian  DME  pada  kolom  distilasi.  Reaksi  sintesa DME  tersebut  adalah  gabungan  dari  reaksi  sintesa  DME secara tidak langsung. Proses ini hanya dibutuhkan satu buah reaktor saja, yang mana dapat langsung mengonversi syngas menjadi DME.
Dalam proses secara langsung, sintesa DME membutuhkan  sistem  dual  katalis  yang  berguna  sebagai katalis  sintesa methanol dan  katalis  dehidrasi methanol dimana  katalis  diletakkan  pada single  unit dan  biasanya menggunakan slurry  reactor .  Proses  ini  dikembangkan dengan  sangat  pesat  dan  mayoritas  yang  sudah  didirikan adalah  skala pilot  plant .  Dalam  Tabel  1  ditampilkan spesifikasi DME sesuai dengan SNI 8219:2017 sebagai acuan standart produk DME [5].

## II. URAIAN PROSES
Setelah  menggunakan  aplikasi Expert  Choice untuk menggunakan  metode  AHP  ( Analytical  Hierarchy  Process ) untuk pembobotan, dipilih proses secara tidak langsung saat pembuatan  DME  ini.  Seperti  yang  telah  disebutkan  diatas diketahui  bahwa  proses  pembuatan  DME  dari  gas  alam melalui  proses  tidak  langsung  terbagi  menjadi  tiga  proses, yaitu  proses reforming gas  alam  menjadi syngas ,  kemudian syngas menjadi methanol (sintesa methanol )  dan  kemudian methanol menjadi dimethyl  eter .  Secara  garis  besar  proses pembentukan DME ditunjukkan pada Gambar 3.
Di  bawah  ini  akan  dijelaskan  mengenai  tahapan  proses pembuatan  dimetil  eter  dari  gas  alam  dengan  proses  tidak langsung ( indirect process ) menggunakan licensor Lurgi.
Tabel 1.
Spesifikasi DME menurut SNI 9219:2017
No. Karakteristik Satuan Batasan syarat mutu Mini-mal Maks-imal 1. Spesific Gravitity 60/60°F Dilaporkan 2. Tekanan Uap @100°F Psig 145 3. Residue on evaporation of 100 ml mL 0,05 4. Korosi bilah tembaga 1 jam @100°F No.1 5. Total Sulfur mg/kg 140 6. Kandungan Air %massa 0,03 7. Komposisi CH 3 OCH 3 %vol 99,5 CH 3 OH %vol 0,4 Lainnya %vol 0,1 8. Etil atau butil Merkaptan mg/l 11,38 a)
Gambar 3. Skema Proses Pembentukan DME dari Gas Alam.

## A. Tahap Reforming
Tujuan dari proses  ini  adalah  untuk  mendapatkan syngas sebagai  bahan  baku  yang  digunakan  dalam  reaksi  sintesa methanol ,  yang  didapat  melalui  suatu  reaksi  katalitik reforming antara  hidrokarbon,  steam,  dan  O 2 .  Reaksi reforming  berlangsung  dalam Primary  Reformer dan Secondary  Reformer .  Kebutuhan  panas  di  dalam Primary Reformer didapatkan  secara  tidak  langsung  melalui  proses pembakaran Fuel  NG ,  sedangkan  di Secondary  Reformer , panas  berasal  dari  reaksi  pembakaran  hidrokarbon  dan  gas oxygen (O 2 ).

## B. Primary Reforming
Gas  alam dengan tekanan  28,8 bar dan temperatur 30°C dialirkan  ke Natural  Gas  Compressor untuk  dinaikkkan tekanannya ke 45 bar. Selanjutnya gas alam dicampur dengan saturated  steam yang  berasal  dari Waste  Heat  Boiler pada tekanan  44,8  bar.  Kemudian  campuran  gas  alam  dan steam dipanaskan  dengan  menggunakan Primary  Reforming Preheater hingga temperaturnya 527°C dengan menggunakan  penas  yang  keluar  dari secondary  reformer . Proses di primary reformer ini berfungsi untuk memecahkan gas alam dan menguraikan CO dengan  katalis nikel dengan temperatur operasi 550-900°C. Gas yang keluar dari Primary Reformer berupa  CO,  CO 2 ,  H 2 ,  N 2 ,  CH 4, C 2 H 6 dan residual steam . Reaksi yang terjadi pada reformer ini adalah sebagai berikut :
C n H m + n H 2 O  ↔ n CO + (m/2+n)H 2 ………………………………….. (5)
CO + H 2 O ↔ CO 2 + H 2 ……………………………………………………… (6)
Reaksi pertama adalah reaksi utama dalam reformer yang bersifat  sangat  endotermik,  artinya  membutuhkan  panas dalam  jumlah  besar  yang  diperoleh  dari  hasil    pembakaran Fuel NG secara tidak langsung. Reaksi kedua adalah reaksi pergeseran  CO  ( Water  Shift  Gas  Convertion )  yang  sedikit eksotermik  atau  menghasilkan  panas.  Temperatur,  tekanan, dan  laju  alir  umpan  harus  dikontrol  untuk  mencegah terjadinya cooking (pembentukan  karbon)  pada  katalis. Terbentuknya endapan karbon pada katalis dapat menyebabkan  pembentukan hot  spot (titik  panas)  pada reaktor  yang  dapat  merusak  katalis.  Untuk  mencegah pembentukan hot spot maka dialirkan steam secara berlebih agar  temperatur dan tekanan dapat dikendalikan. Selain itu, temperatur  juga  dapat dikendalikan dengan mengatur  aliran pemanas  yaitu fuel  NG dan  udara  pembakaran.  Sedangkan tekanan juga dapat  dikendalikan dengan mengatur laju aliran gas  yang  keluar,  jika  tekanan  terlalu  tinggi  maka  jumlah aliran  keluar  gas  akan  meningkat,  sehingga  tekanan  akan turun.  Sebaliknya,  jika  tekanan  terlalu  rendah  maka tekanannya akan turun. Jika kecepatan aliran gas berkurang, maka tekanan akan naik.
C. Secondary Reforming
Syn  Gas yang  keluar  dari primary  reformer dengan temperatur  789°C  selanjutnya  dimasukkan  ke secondary reformer .  Di secondary  reformer terjadi  proses  yang bertujuan  untuk  mengkonversi  sisa  gas  alam  dari primary reformer dengan menggunakan katalis berkadar Nikel tinggi yang  beroperasi  pada  temperatur  950 o C  -1050°C.  Panas pembentukan  reaksi  yang  dihasilkan  digunakan  untuk
pembentukan steam dari aliran boiler feed water (BFW) [6– 9].  Di  sini  juga  terjadi  penambahan  oksigen  dari Air Separation  Plant, kemudian  aliran  oksigen  dipanaskan dengan steam dalam Oxygen  Pre-heater hingga  temperatur mencapai 130°C. Reaksi kimia yang terjadi pada secondary reformer meliputi:
CH 4 + 2O 2 ↔ CO 2 + 2H 2 O (7) CH 4 + 1/2 O 2 ↔ CO + 2H 2 (8)
C 2 H 6 + O 2 ↔ 2CO + 3H 2 (9)
C 3 H 8 + 3/2 O 2 ↔ 3CO + 4H 2 (10)
nC 4 H 10 + 2 O 2 ↔ 4CO + 5H 2 (11)
iC 4 H 10 + 2 O 2 ↔ 4CO + 5H 2 (12)
nC 5 H 12 + 5/2 O 2 ↔ 5CO + 6H 2 (13)
iC 5 H 12 + 5/2 O 2 ↔ 5CO + 6H 2 (14)
C 6 H 14 + 3 O 2 ↔ 6CO + 7H 2 (15) CO + H 2 O ↔ CO 2 + 10H 2 (16)
Gas yang keluar dari secondary reformer disebut synthetic gas dengan  temperatur  keluarannya  970°C.  Produk  gas mengandung sisa CH 4 , H 2 , CO, CO 2 serta excess steam serta kandungan  inert  (N 2 ). Syn  gas yang  keluar  dari secondary reformer selanjutnya  digunakan  untuk  memanaskan feed stream yang akan diumpankan ke primary reformer melalui Primary  Reforming  Preheater hingga  temperatur  turun menjadi  718,1°C,  selain  itu syn  gas yang  dihasilkan  juga dimanfaatkan panasnya untuk menghasilkan steam di Waste Heat Boiler hingga temperaturnya turun menjadi 282,6°C. Kemudian syn gas didinginkan kembali hingga temperatur 40°C  di Synthetic  Gas  Cooler dengan  pendingin cooling water . Kemudian sebelum masuk ke Separator I,  tekanannya diturunkan    dengan Syngas  Expansion  Valve. Separator  ini berfungsi untuk memisahkan kondensat yang berupa process steam dari syngas .
D. Tahap Sintesa Methanol
Syn gas dari Separator I dikompresi hingga tekanan 60 bar dengan Syngas Compressor , lalu kemudian dicampur dengan gas  recycle dari Separator  II yang  sebelumnya  telah dikompresi  pada Recycle  Gas  Compressor hingga tekanannya 60 bar. Kemudian syn gas dimasukkan ke dalam Methanol  Reactor yang  dioperasikan  pada  tekanan  50-100 bar.  Reaktor  ini  berupa multi  tubular  fixed  bed  reaktor menggunakan  katalis  berbasis  tembaga  (Cu/ZnO/Al 2 O 3 ). Reaktor  tersebut  dapat  disebut  juga catalyst  filled  tubular reactor karena  katalis  tersebut  dipasang  di dalam tube-tube vertikal  dalam  reaktor,  sedangkan syn  gas dialirkan  pada bagian tube sehingga  melewati bed katalis  tersebut.  Reaksi yang terjadi dalam reaktor methanol adalah sebagai berikut:
2H 2 + CO ↔ CH 3 OH            ∆H = (−90,7kJ/mol) (17)
CO 2 + 3H 2 ↔ CH 3 OH + H 2 O ∆H = (+49,4 kJ/mol)      (18)
Reaksi di atas  bersifat  eksotermis dan panas reaksi harus segera dipindahkan untuk melindungi katalis dan mencegah reaksi  samping  yang  tidak  diinginkan.  Penghilangan  panas dilakukan dengan cara menyirkulasi thermal fluid melewati shell-side reactor . Hal ini dikarenakan tube katalis direndam
dalam thermal  fluid ,  sehingga  dapat  mencegah  katalis  dari overheating yang menyebabkan deaktivasi katalis. Sistem ini memberikan  kontrol  suhu  di  dalam  reaktor,  agar  sesuai dengan  suhu  reaksi  yaitu  260°C,  sekaligus  memanfaatkan panas  reaksi  dari thermal  fluid yang  digunakan  untuk menghasilkan steam di Waste  Heat  Boiler sekaligus mendinginkan thermal  fluid agar  dapat  disirkulasikan kembali ke dalam reaktor.
Selanjutnya steam dari Waste Heat Boiler yang dihasilkan dalam  proses  ini  digunakan  untuk  kebutuhan  panas. Kemudian  produk  didinginkan  dengan  memanfaatkan panasnya  untuk  memanaskan feed reaktor  di  dalam Interchanger sehingga suhu menjadi 217,2 °C. Aliran produk selanjutnya  didinginkan  menggunakan cooling  water pada Raw Methanol Cooler . Selanjutnya produk dialirkan menuju separator II . Separator ini berfungsi untuk memisahkan gas terlarut  yang  akan  di recycle kembali  menuju Methanol Reactor .  Sebagian  kecil  gas  keluaran Separator II dimurnikan untuk menghilangkan gas inert , hasil pemurnian dapat  digunakan  sebagai  bahan  bakar  ( fuel  gas )  untuk primary reformer , bahan bakar Boiler , dan aliran gas lainnya dikompresikan  di Recycle  Gas  Compressor untuk  dialirkan kembali menuju ke Methanol Reactor [10–12].
E. Tahap Pemurnian Methanol
Raw  methanol dari separator II  dialirkan  ke Methanol Distillation Column I. Kolom distilasi ini menggunakan full reflux untuk memisahkan gas-gas terlarut dari methanol dan air.  Hasil  atas  didinginkan  dengan cooling  water pada Condenser Distillation Column I kemudian dialirkan menuju Accumulator  Distillate  Column  Distillation  I untuk memisahkan  antara methanol dan  air  dari inert  gas . Kemudian  air  dan methanol dialirkan  menuju Methanol Distillation  Column  II .  Dimana methanol akan  dipisahkan dengan air untuk mendapatkan methano l dengan kemurnian >99,85%.  Kolom  ini  menggunakan  total  kondensor  dengan pendingin cooling water pada Condenser Distillation Column II . Top  product berupa methanol yang  didinginkan  terlebih dahulu  sebelum  dialirkan  ke Accumulator  Distilat  Column Distillation II . Methanol yang sudah murni dipompa menuju Methanol  Storage  Tank menggunakan Methanol  Product Pump dan  didinginkan  di  dalam Methanol  Product  Cooler sebelum disimpan.

## F. Tahap Sintesa DME
Aliran methanol dari proses sebelumnya masuk ke dalam reaktor  dengan  kondisi  suhu  250°C,  dan  tekanan  15,5  bar. Pada reaktor terjadi reaksi pembentukan DME (dalam single reactor ) dengan reaksi:
Methanol dehydration :
2CH 3 OH → CH 3 OCH 3 + H 2 O ∆H = +23.4 kJ/mol       (19)
Di dalam reaktor, konversi dari methanol mencapai 80%. Reaktor  beroperasi  secara adiabatic dan  reaksi  bersifat eksotermis. Produksi DME ini menggunakan katalis alumina silica  dengan  konsentrasi  >94%  alumina.  Mula-mula methanol dengan  kadar  99,95%  pada  temperatur  40°C  dan tekanan  1.25  bar  dicampurkan  dengan  aliran recycle methanol keluaran dari DME Distillation Column II sebagai feed dalam fase liquid dan dipompa dengan DME Feed Pump untuk dialirkan melewati DME Reactor Feed Heater .
Kemudian  hasil  keluaran DME  Reactor dimasukkan  ke dalam DME Product Cooler untuk menurunkan tekanan dan suhunya hingga 10.1 bar dan 89°C.

## G. Tahap Pemurnian DME
Dalam  proses  pemurnian  DME  ini  dilakukan  pemisahan produk dari komponen yang tidak diinginkan  menggunakan kolom  distilasi.  Unit  pemisahan  ini  dibagi  menjadi  dua tahapan  proses.  Pertama, DME  Distillation  Column  I bertujuan  untuk  memisahkan  DME  dari methanol dan  air serta  zat  pengotor  lainnya  menggunakan total  condenser , dimana  liquid dengan titik didih  lebih tinggi dari titik didih DME akan  dikembalikan  menuju  kolom  distilasi  dan  DME yang  terbentuk  akan  dialirkan  menggunakan DME  Product Pump menuju DME  Storage  Tank .  DME  yang  diperoleh dalam  proses  ini  adalah  >99,6%  volume.  Sebagian bottom product di -recycle dalam Reboiler Distillation Column dalam suhu  151.8°C,  dan  Sebagian  lagi  dialirkan  menuju DME Distillation  Column  II dengan  temperatur  109.3°C.  Proses distilasi kedua ini bertujuan untuk memisahkan methanol dan air dari komponen yang tidak diperlukan. Kolom distilasi ini menggunakan total condenser , di mana sebagian produk atas akan  di- recycle kembali  menuju  tangki  akumulator  untuk dicampur dengan feed awal. Sedangkan produk bawah dalam Reboiler  Distillation  Column akan  dialirkan  menuju Waste Water.

## III. NERACA MASSA
Perhitungan neraca massa membutuhkan dasar perhitungan.  Dasar  perhitungan  yang  digunakan  adalah sebagai berikut:
a. Kapasitas produksi : 210.000 ton/tahun
b. Hari kerja    : 330 hari
c. Jam kerja    : 24 jam
d. Bahan baku gas alam : 746.111 ton/tahun
Perhitungan  neraca  massa  dan  panas  dilakukan  secara terus-menerus  hingga  mencapai  konvergensi  berdasarkan jumlah  recycle  yang  kembali  kedalam  proses.  Dimana rancangan  ini  telah  menghasilkan  produk  yang  telah memenuhi  standar  [5],  yaitu  didapatkan  DME  dengan kemurnian 99,64% volume.

## IV. ANALISA EKONOMI
Analisa  ekonomi  dilakukan  sebagai  bentuk feasibility study untuk mengetahui apakah perancangan yang dilakukan layak atau tidak. Untuk itu dilakukan evaluasi dan penilaian terhadap  investasi  dan  perkiraan  penjualan  sebagai  acuan utama. Faktor-faktor yang perlu ditinjau untuk memutuskan kelayakan  rancangan  antara  lain  adalah  laju  pengembalian modal  ( Internal  Rate  of  Return /IRR),  waktu  pengembalian modal minimum ( Pay Out Time /POT), dan titik impas ( Break Even  Point /BEP).  Dari  hasil  perhitungan  analisa  ekonomi diperoleh
Total Capital Investment sebesar Rp. 1.734.605.045.072, dengan bunga pinjaman investasi 9,75% per  tahun.    Selain  itu  diperoleh  IRR  sebesar  17,10%,  POT selama 5 tahun 11 bulan, dan BEP sebesar 42,39%. Dengan perkiraan umur dari pabrik ini selama 10 tahun dengan masa pembangunannya selama 2 tahun [13–15].

## V. KESIMPULAN
Dari  analisa  kelayakan  ekonomi  diperoleh Total Investment sebesar  Rp.  1.734.605.045.072,  dengan  bunga pinjaman  investasi  sebesar  9,75%  per  tahun  dan Weighted Average Cost of Capital (WACC) sebesar 11,33% . Selain itu diperoleh IRR sebesar 17,10%, POT selama 5 tahun 11 bulan, dan  BEP  sebesar  42,39%.  Nilai  IRR  yang  diperoleh  lebih besar dari bunga pinjaman  bank  dan WACC  dengan selisih yang cukup signifikan serta waktu pengembalian modal yang lebih kecil dari perkiraan usia pabrik. Selain itu, ditinjau dari proses  yang  digunakan  serta  produk  yang  dihasilkan, dinyatakan bahwa rancangan pabrik ini layak untuk didirikan

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  M. S. Boedoyo, “Pemanfaatan dimethyl ether (Dme) sebagai substitusi bahan bakar minyak dan lpg,” J. Teknol. Lingkung. , vol. 11, no. 2, pp. 301–311, 2010, doi: 10.29122/jtl.v11i2.1215.
[2]  C.  S.  Bildea,  R.  Gyorgy,  C.  C.  Brunchi,  and  A.  A.  Kiss,  “Optimal design  of  intensified  processes  for  DME  synthesis,” Comput.  Chem. Eng. , vol.
105,
pp.
142–151, 2017, doi:
10.1016/j.compchemeng.2017.01.004.
[3]  C. Arcoumanis, C. Bae, R. Crookes, and E. Kinoshita, “The potential
of  di-methyl  ether  (DME)  as  an  alternative  fuel  for  compression- ignition engines: A review,” Fuel , vol. 87, no. 7, pp. 1014–1030, 2008, doi: 10.1016/j.fuel.2007.06.007.
[4]  A. J. Kidnay and W. Parrish, Fundamentals of Natural Gas Processing . Boca Raton, Florida: CRC Press, 2006.
[5]  B.  S.  Nasional, SNI  8219:2017  Spesifikasi  DME .  Jakarta:  Badan Standardisasi Nasional, 2017.
[6]  Y. Brownell and E. H. Young, Process Equipment Design . New York: John Wiley and Sons, 1959.
[7]  D.  M.  Himmelblau, Basic  Principles  and  Calculations  in  Chemical Engineering , 5th ed. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall International, 1989.
[8]  D. Q. Kern, Process Heat Transfer . Auckland: McGraw-Hill, 1965.
[9]  J. M. Smith and H. C. V. N. M. M. Abbott, Introduction of Chemical Engineering Thermodynamics . New York: McGraw-Hill, 2001.
[10]  O.  Levenspiel, Chemical  Reaction  Engineering ,  3rd  ed.  New  York: John Wiley & Sons., 1999.
[11]  E. E. Ludwig, Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants  Volume  2  Third  Edition .  Houston:  Gulf  Publishing  Company, 1997.
[12]  R.  Perry, Chemical  Engineer’s  Handbook ,  7th  ed.  New  York:  Mc. Graw-Hill, 1997.
[13]  S. P. Max, D. T. Klaus, and E. W. Ronald, Plant Design and Economics for Chemical Engineers . McGraw-Hill Companies, 2003.
[14]  H. Silla, Chemical Process Engineering Design and Economics . New York: Marcel Decker, 2003.
[15]  G.  Ulrich, A  Guide  to  Chemical  Engineering  Process  Design  and Economics . New York: John Wiley and Son, Inc, 1984.