Abstrak—Keresahan masyarakat terhadap harga minyak tanah dan  tingginya  kebutuhan  energi  dalam  negeri  menjadi  latar belakang  berdirinya  pabrik  DME  ini.  Kebutuhan  LPG  yang tidak diimbangi dengan produksi LPG yang sesuai, mendorong adanya pengembangan energi alternatif, yaitu DME. Keberadaan  DME  sebagai  bahan  bakar  alternatif  ini, diharapkan  dapat  menekan  angka  impor  kebutuhan  LPG  di Indonesia  yang  mencapai  hampir  50%  dari  total  kebutuhan produksi.  Ketersediaan  bahan  baku  gas  alam  yang  cukup melimpah  di  Indonesia  sekiranya  cukup  untuk  memproduksi DME sebagai bahan bakar alternatif. Bahan baku utama yang digunakan dalam proses pembuatan DME ini adalah gas alam yang  sudah  diolah  dan  bebas  kandungan  sulfur.  Bahan  baku lain berupa oksigen, steam dan recycle CO 2 digunakan dalam pabrik  ini.  Kapasitas  produksi  DME  pada  pabrik  ii  sebesar 950.000  ton/tahun.  Kapasitas  ini  didasarkan  pada  kebutuhan energi total di Indonesia dengan harapan DME blending dengan LPG  pada  rasio  20:80.  Dalam  pemenuhan  kapasitas  tahunan, pabrik  beroperasi  secara  kontinyu  selama  24  jam/330  hari. Bahan  baku  gas  alam  yang  dibutuhkan  untuk  memenuhi kapasitas  pabrik  tahunan  tersebut  adalah  44.488  ton/tahun. Pabrik DME ini  dibuat menggunakan metode direct synthesis process.  Proses  pabrik  ini  secara  keseluruhan  meliputi  unit reforming, unit sintesa DME dan unit purifikasi. Dengan desain umur  pabrik  selama  10  tahun,  didapatkan  Internal  Rate  of Return  (IRR)  sebesar  14,02%  yangmana  nilainya  lebih  besar dari  bunga  pinjaman  bank  sebesar  7,95%  sehingga mengindikasikan  pabrik  layak  untuk  didirikan.  Didapatkan juga Pay Out Time selama 5 tahun 5 bulan dengan BEP 38%.
Kata Kunci—DME, Gas Alam, Direct Process, LPG.

## I. PENDAHULUAN
ERALIHAN minyak tanah menuju LPG pada tahun 2007 telah  memberikan  dampak  positif  kepada  masyarakat Indonesia  yang  kian  resah  dengan  kenaikan  minyak  tanah pada  saat  itu.  Namun,  ternyata  program  konversi  ini  tidak selamanya  berdampak  positif,  dimana  konsumsi  LPG mengalami  kenaikan  yang  sangat  drastis  tanpa  diiringi dengan  produksi  LPG  yang  setara  dengan  konsumsinya. Berdasarkan data Rencana Umum Energi Nasional (RUEN), produksi LPG diperkirakan akan baru stabil sekitar 1.97 ton per  tahun  pada  2020-2024,  yangmana  produksi  tersebut hanya  sekitar  50,8%  dari  kapasitas  produksi  LPG  yang  ada sebesar 3,88 juta ton. Total hasil produksi LPG di Indonesia semakin  menurun  setiap  tahun.  Produksi  di  tahun  2021 menurun  0,99%  dari  produksi  di  tahun  2020  dan  turun 14,53%  dari  produksi  di  tahun  2016  seperti  tertera  pada Gambar  1.  Penurunan  angka  produksi  ini  disebabkan  oleh terbatasnya bahan baku dari  dalam negeri akibat penurunan jumlah gas yang diperoleh dari sumur minyak dan gas, juga belum  ditemukannya  sumur  minyak  dan  gas  baru  untuk menambah  angka  produksi  minyak  dan  gas  di  Indonesia. Menurut Data Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) sebagaimana tertera pada Gambar 2, konsumsi LPG
di Indonesia mencapai 72,92 juta barel dan konsumsi ini naik 4,74% dibandingkan pada tahun sebelumnya. Konsumsi LPG di  Indonesia  ini  penggunaannya  banyak  digunakan  untuk rumah tangga sebesar 69,93 juta BOE ( Barrel Oil Equivalent ) pada  2021,  untuk  komersial  sebanyak  1,94  juta  BOE  dan untuk  sektor  industri,  yangmana  paling  rendah  diantaranya, mencapai 1,06 juta BOE.
Ketimpangan antara produksi dan kebutuhan domestik ini, mengakibatkan  terjadinya  defisit  yang  menyebabkan  harus dilakukannya  impor  tersebut  untuk  memenuhi  kebutuhan dalam negeri. Pada tahun 2021 jumlah impor LPG Indonesia mencapai 6,3 juta ton atau dengan kata lain 75% kebutuhan LPG  dalam  negeri  dicukupi  melalui  impor.  Berdasarkan alasan-alasan  diatas,  dapat  disimpulkan  bahwa  Indonesia membutuhkan  tambahan  produksi  LPG  atau  bahan  bakar alternatif  untuk  dapat  menggantikan  bahan  bakar  lain  yang mengalami  proses  penurunan  produksi  dalam  negeri  dan untuk  mengurangi  jumlah  impor  bahan  bakar.  Salah  satu bahan  bakar  alternatif  yang  dapat  digunakan  di  Indonesia adalah Dimethyl Ether (DME).
Menurut  Boedoyo,  pencampuran  LPG  dengan  20  wt% DME  memberikan  performa  terbaik  tanpa  harus mengganti regulator  ataupun  kompor  yang  sebelumnya  menggunakan bahan bakar LPG [1]. Pencampuran antara DME dan LPG ini disebut dengan blending . Implementasi blending LPG-DME ini telah dilakukan di Negara China. Perlakuan blending  ini diharapkan  dapat  menekan  angka  impor  LPG  yang  cukup besar  di  Indonesia.  Penggunaan  bahan  bakar  DME  sebagai bahan bakar alternatif rumah tangga secara keseluruhan atau

## Pra Desain Pabrik DME (Dimetil Eter) dari Gas Alam
Arnita Putri Madani, Karina Hidayah, Juwari, dan Rendra Panca Anugraha Departemen Teknik Kimia, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : juwari@chem-eng.its.ac.id
P
Gambar 1. Jumlah produksi LPG Indonesia tahun 2016-2021.
Gambar 2. Jumlah konsumsi LPG di Indonesia
dalam kata lain menggantikan LPG masih kurang efisien jika diimplementasikan,  dikarenakan  nilai  heating  value  dari DME  lebih  kecil  dibandingkan  LPG,  sehingga  untuk memproduksi  sesuai  kebutuhan  energi  nasional,  diperlukan bahan baku yang jauh lebih besar daripada saat memproduksi LPG. Karena itu, dilakukan opsi blending ini sebagai penekan angka  impor  LPG  di  Indonesia.  Beberapa  keuntungan  dari blending ini pun ada, yaitu memenuhi permintaan akan bahan bakar  yang  bersih,  pembakaran  pada blending DME-LPG memiliki karakteristik yang lebih ramah lingkungan, dimana DME  tidak  mengandung  sulfur  dan  nitrogen  yang  dapat menghasilkan sulfur dan nitrogen yang dapat  menghasilkan emisi  sulfur  dioksida  (SO 2 )  dan  Nitrogen  Oksida  (NOx), sedangkan LPG mengandung sulfur dan nitrogen [2].
Dimethy  Ether (DME)  merupakan  senyawa  eter  yang paling  sederhana  dengan  rumus  kimia  CH 3 OCH 3. DME berbentuk gas tidak berwarna, berbau eter dan larut dalam  air maupun  minyak,  serta  tidak  bersifat  karsinogenik, teratogenik,  mutagenik  dan  tidak  beracun.  DME  dapat diproduksi dari berbagai sumber bahan baku seperti gas alam, fuel oil , batubara, dan biomassa [3].
Penggunaan bahan baku gas alam dipilih pada pembuatan pabrik  ini  setelah  ditinjau  dari  beberapa  aspek  yang  tertera pada  Tabel  1.  Data  Kementrian  Energi  dan  Sumber  Daya
Mineral Indonesia, cadangan gas alam di Indonesia terbukti sebesar  108  TCF  ( Trilliun  Cubic  Feet )  pada  akhir  2020, sementara cadangan batu  bara terbukti sekitar 32 miliar ton pada akhir 2020.
Penggunaan  DME  sebagai  bahan  bakar  dikarenakan karakteristiknya  yang  memiliki  nilai cetane yang  tinggi, sehingga sifat pembakarannya akan sama seperti bahan bakar lain [4]. Kegunaan DME selain sebagai bahan bakar  adalah diantaranya  sebagai  bahan  pembuat  aerosol  pada  produk seperti  semprotan  cat,  yangmana  banyak  digunakan  oleh beberapa perusahaan cat di Indonesia.
Secara  garis  besar,  DME  dapat  diproduksi  melalui  dua tahap  sintesa.  Tahap  pertama,  yaitu  menggunakan  metode indirect  process  (metode  tidak  langsung)  dan  tahap  kedua, yaitu  direct  process  (metode  langsung).  Bahan  baku  dari proses  sintesa  DME  ini  adalah syngas .  Berikut  ini  adalah penjelasan  mengenai  proses  sintesa  langsung  dan  tidak langsung.

## A. Proses Tidak Langsung
Proses  pembentukan  DME  secara  tidak  langsung  terbagi menjadi dua tahap reaksi, dimana tahap pertama merupakan pembentukan  sintesa  methanol  dan  tahap  kedua  dehidrasi metanol  untuk  pembentukan  DME.  Proses  sintesa  metanol
Gambar 3. Konversi pada kesetimbangan proses sintesis gas terhadap rasio H 2 /CO.
Gambar 4. Blok diagram pembuatan dimetil eter (DME) dari gas alam dengan metode direct process .
beroperasi pada temperatur 180-270 o C dengan tekanan 8-10 MPa.  Konversi  pada  tahap  pertama  berupa  38%.  Proses dehidrasi  metanol  beroperasi  pada  30  0-340 o C  dengan tekanan 1-2 MPa. Konversi pada tahap kedua ini sebesar 70% dengan hasil reaksi samping berupa air. Reaksi proses tidak langsung secara rinci sebagai berikut:
Reaksi Pembentukan Metanol: 2CO + 4H 2 2CH 3 OH       ΔH o 298 = -182 kJ/mol. (1) CO 2 + 3 H 2 CH 3 OH + H 2 O    ΔH o 298 =-49,4kJ/mol …(2) Reaksi Dehidrasi Metanol: 2CH 3 OH        CH 3 OCH 3 + H 2 O      ΔH o 298 =-11,712kJ/mol(3) Jenis reaktor yang digunakan pada proses ini, untuk tahap sintesa metanol menggunakan phase fixed reactor dan untuk tahap  dehidrasi  metanol  menggunakan fixed  bed  reactor . Reaksi  pembentukan  metanol  dan  dehidrasi  metanol dilakukan pada dua reaktor yang berbeda.

## B. Proses Langsung
Proses pembentukan DME secara langsung melalui  tahap sintesa metanol, dehidrasi metanol dan reaksi water gas shift dalam satu reaktor. Kondisi operasi pada proses langsung ini berjalan pada kondisi temperature 250 o C dan tekanan 5 MPa dengan  konversi  sebesar  90%.  Jenis  reaktor  yang  biasa digunakan  pada  proses  langsung  diantaranya  adalah  reaktor slurry,  reaktor fixed  bed dan  reaktor fluidized  bed .  Reaksi yang terjadi pada proses ini sebagai berikut. 3CO + 3 H 2 CH 3 OCH 3 + CO 2 ΔH o 298 = -246 kJ/mol(4) 2CO + 4 H 2 CH 3 OCH 3 + H 2 O ΔH o 298 = -205 kJ/mol(5) Persamaan (4) dan (5) melibatkan 3 reaksi dasar meliputi:
Reaksi sintesa metanol dari syngas 2CO + 4 H 2 2CH 3 OH        ΔH o 298 = -182 kJ/mol(6) Reaksi dehidrasi metanol 2CH 3 OH      CH 3 OCH 3 + H 2 O     ΔH o 298 = -23 kJ/mol (7) Reaksi water gas shift (WGS) CO + H 2 O      CO 2 + H 2 ΔH o 298 = -41 kJ/mol (8) Reaksi  (4)  memiliki  keunggulan  proses  dibandingkan reaksi (5), karena pada reaksi (4), reaksi (8) secara bersamaan mengkonversi  produk  samping  dari  reaksi  berupa  air, sehingga  air  tidak  menumpuk  pada  katalis  yang  digunakan dalam  proses  sintesis  ini,  karena  akumulasi  air  dapat
menyebabkan deaktivasi katalis. Konversi bahan baku syngas pada reaksi (4) dan (5) tertera pada Gambar 3.
Pada  kedua  metode  diatas,  prosesnya  menggunakan katalis.  Katalis  yang  dapat  digunakan  adalah  alumina  dan asam  sulfat.  Namun,  penggunaan  katalis  alumina  lebih banyak digunakan karena tidak bersifat korosif [5].

## II. URAIAN PROSES
Pemilihan proses sintesa DME menggunakan metode AHP ( Analytical  Hierarchy  Process )  dengan Tringular  Fuzzy Number menggunakan  matriks  untuk  pembobotan  dan diperoleh proses sintesa secara langsung. Seperti yang telah dijelaskan diatas, bahwa proses sintesa DME secara langsung terjadi  dalam  satu  reaktor  dengan  proses  yang  terurai didalamnya  berupa  sintesa  metanol,  dehidrasi  metanol  dan water gas shift . Sebelum proses sintesa DME, bahan baku gas alam  diproses  terlebih  dahulu  pada  unit  reforming  untuk membentuk syngas . Bahan baku gas alam diperoleh dari PT. Pertamina Hulu Mahakam di Kalimantan Timur, sebagaimana  tempat  pabrik  ini  dibangun.  Bahan  baku  gas alam berada pada kondisi temperatur 30 o C, 23 bar. Tahapan proses pembuatan DME secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 4.
Tahapan  proses  pembuatan  DME  ini  didasarkan menggunakan  lisensor  KOGAS  dengan  proses  sintesa langsung.

## A. Tahap Reforming
Pada tahap reforming terjadi pembentukan syngas (CO dan H 2 ) yang akan digunakan sebagai bahan baku sintesa DME. Jenis reformer yang digunakan adalah autothermal reformer dengan  kombinasi dry  reforming .  Autothermal  reformer merupakan  kombinasi  antara partial  oxidation (POX), dengan  bahan  baku  oksigen  dan steam  reforming (SMR), dengan  bahan  baku steam .  Pada dry  reforming ,  CO 2 dibutuhkan agar proses reforming dapat berjalan. Jadi, pada tahapan reforming ini,  dibutuhkan  bahan  baku  gas  alam, steam , oksigen dan CO 2 . Kombinasi kedua tipe reforming ini bertujuan untuk mendapatkan rasio H 2 /CO sebesar 1.
Gambar 5. Kurva kesetimbangan konversi DME terhadap rasio syngas.
Sebelum  memulai  tahap  reforming,  seluruh  bahan  baku kecuali  oksigen  dan  CO 2 dipanaskan  terlebih  dahulu  pada fired  heater untuk  didapatkan  temperatur  sebesar  800 0 C dengan  tekanan  23  bar  untuk  kemudian  masuk reformer . Oksigen juga dinaikkan temperaturnya menggunakan heater hingga  mencapai  suhu  150 o C,  23  bar.  Oksigen  dan  CO 2 dipisah  dari  bahan  baku  lain  dikarenakan  pada  tahap reforming  ini  terbagi  menjadi  dua  tahap,  yaitu  proses  tanpa katalis dan dengan bantuan katalis. Dry reforming dan POX tidak  menggunakan  katalis  pada  prosesnya  dan  prosesnya terjadi dibagian atas reaktor.  Katalis yang digunakan untuk proses SMR adalah NiO/MgO berbentuk raschig ring .
Reaksi  yang  terjadi  pada  POX  bersifat  eksotermis  dan terurai sebagai berikut [6].
CH 4 + ½ O 2 ↔ CO + 2H 2 ΔH o 298 = -35,9824 kJ/mol (9) CH 4 + 2O 2 ↔ CO 2 + 2H 2 O          ΔH o 298 = -802,6 kJ/mol (10) Hidrokarbon dengan rantai yang lebih tinggi akan bereaksi dengan reaksi sebagai berikut.
C n H m + n/2 O 2 ↔ nCO + (m/2) H 2 (11)
C n H m + (2𝑛+( 𝑚 2 )) 2 O 2 ↔ nCO + (m/2) H 2 (12)
Pada  proses  SMR  terjadi  reaksi  metana  dengan steam berkondisi  operasi  sekitar  800-1000 o C.  Pada  SMR memungkinkan  terjadinya  terbentuk  reaksi boudard (14), reaksi  ini  dapat  menyebabkan  terbentuknya coking .  Untuk mencegah coking ,  diberikan  surplus  steam  pada feed reformer (15). Sehingga pada pabrik ini diasumsikan bahwa reaksi boudard tidak  terjadi  karena  rasio  mol steam diatur cukup besar. Reaksinya terurai sebagai berikut. CH 4 + H 2 O ↔ CO + 3H 2 ΔH o 298 = 306 kJ/mol (12) CO + H 2 O ↔ CO 2 + H 2 ΔH o 298 = -41 kJ/mol (13)
2CO ↔ C + CO 2 (14)
C + H 2 O ↔ CO + H 2 (15)
Hidrokarbon dengan rantai yang lebih tinggi akan bereaksi dengan reaksi.
C n H m + nH 2 O ↔ nCO + (𝑛 + ( 𝑚 2 )) H 2 (16)
Untuk  proses dry  reforming ,  CO 2 diperoleh  dari recycle pada kolom distilasi, untuk perhitungan awal pabrik dianggap sudah  dalam  keadaan steady  state .  Reaksi  terurai  sebagai berikut.
CO 2 + CH 4 ↔ 2CO + 2H 2 ΔH o 298 = 247 kJ/mol (17) Hidrokarbon dengan rantai yang lebih tinggi akan bereaksi dengan reaksi :
C n H m + n CO 2 ↔ 2n CO + (m/2) H 2 (18) Proses reforming dibagi kedalam tiga zona, antara lain:

## 1) The Burner
Dua aliran feed yang terdiri dari aliran campuran gas alam dan oksigen. Aliran oksigen memasuki reaktor melalui burner yang  dipasang  di  bagian  atas  reaktor  dimana  kedua  aliran tersebut tercampur dalam turbulent diffusion flame .
2) The Combustion Zone
Zona  ini  adalah  zona turbulent  diffusion  flame dimana hidrokarbon  dan  oksigen  secara  bertahap  tercampur  dan bereaksi. Reaksi  pembakaran oksigen  terjadi sebagai  proses substoikiometrik  dengan  rasio  keseluruhan  oksigen  dengan hidrokarbon antara 0,55-0,6. Pada zona ini reaksi eksotermik POX  terjadi  dalam  dua  tahap  dimana  reaksi  (10)  metana menjadi  karbon  dioksida  dan  air  akan  terjadi  lebih  dulu. Setelah air yang terproduksi mencapai jumlah maksimumnya,  metana  akan  bereaksi  dengan  sisa  oksigen untuk  membentuk syngas dengan  reaksi  (9)  [7].  Kemudian pada akhir zona ini reaksi (12) (yang merupakan reaksi SMR) dan reaksi (13) (yang merupakan reaksi WGS) terjadi melalui homogeneous gas phase reactions pada thermal zone (yang merupakan bagian dari the combustion zone ).

## 3) The Catalytic Zone
Zona  ini  merupakan  zona  dimana  konversi  hidrokarbon terakhir  terjadi  melalui heterogeneous  catalytic  reactions . Pada  keluaran catalytic  zone ini, syngas (H 2 dan  CO)  akan berkesetimbangan berkat adanya reaksi SMR dan WGS [8].
Keadaan POX yang eksotermis dan SMR yang endotermis, membentuk  adanya  reaksi  netral  termodinamika  pada keseluruhan  proses  dan  dapat  mengurangi  CAPEX  serta menurunkan kompleksitas sistem. Berdasarkan hasil simulasi yang dilakukan, keluaran autothermal berupa syngas dengan rasio 1 bertekanan 23 bar; 1244 o C.
Hasil  rasio  ini  berpengaruh  pada  proses  sintesa  DME  di unit  sintesa,  sehingga  konversi  DME  yang  dihasilkan  akan tinggi.  Panas  keluaran  dari autothermal  reformer ini  dapat dimanfaatkan sebagai pemanas boiler feed water , agar dapat dihasilkan steam untuk kebutuhan proses produksi. Proses ini disebut  dengan heat  recovery  steam  generation (HRSG). Spesifikasi steam yang diharapkan bertekanan 23 bar.
Tabel 2.
Standar Spesifikasi Produk DME Berdasarkan ISO/DIS 16861
Karakteristik Limit Spesifikasi Komposisi (%wt) Dimethyl Ether min 98,5 Methanol max 0,05 Water max 0,03 Hydrocarbon (up to C 4 ) max 1 CO 2 max 0,1 CO max 0,01 Methyl Formate max 0,05 Ethyl methyl ether max 0,2 Residue after evaporation max 0,007 Sulfur max 3
Tabel 3.
Neraca Massa Total Pabrik DME dari Gas Alam Masuk Keluar Komponen Massa(kg/j) Komponen Massa(kg/j) Gas Alam 121.888,359 Produk DME 107.802,117 Steam 164.820,154 Air 212.600 Oksigen 132.463,507 Purge syngas 98.660 Tabel 1.
Perbandingan Bahan Baku Gas Alam dan Batu Bara
Gas Alam Batu Bara
Proses Reforming-  DME Sintesis- Purifikasi- DME
Pre-treatment -Gasifikasi- CO 2 Removal- Sintesa  DME  -
Purifikasi- DME Karbon 60-90% > 70% berat kering Nilai Kalori 9.424 kkal/m 3 4.100 kkal/g
Aspek Lingku- ngan Gas alam tidak melepaskan partikel debu/asap saat digunakan Batu  bara  melepaskan  partikel debu hitam Aspek
Ekonomi Biaya produksi lebih rendah
Biaya  produksi  lebih  tinggi (proses lebih kompleks)
Mula-mula boiling feed water (BFW) dipanaskan melalui economizer untuk  menaikkan  suhu  BFW  hingga  suhu saturated ,  kemudian  dialirkan  menuju vaporizer untuk membentuk steam sesuai  spesifikasi  yang diharapkan untuk kemudian digunakan pada proses.

## B. Tahap Sintesa DME
Kemudian setelah melalui tahapan reforming , proses DME sintesa  dilakukan  melalui  metode direct  proces dimana produk dari proses reforming yang berupa CO, H 2 dan juga sebagian CO 2 direaksikan dalam reaktor. Jenis reaktor yang digunakan adalah fluidized bed dengan menggunakan prinsip reaksi satu tahap yang tertera pada reaksi (4).
Kondisi  operasi  pada  reaktor  ini,  menurut  lisensor  yang digunakan (KOGAS), yaitu pada suhu 260 0 C dan tekanan 50 bar. Konversi DME pada proses sintesa ini bergantung pada rasio syngas yang dihasilkan pada tahap reforming, Gambar 5  menunjukkan  kurva  kesetimbangan  konversi  DME terhadap rasio syngas .
Katalis  yang  digunakan  dalam  tahapan  proses  ini  adalah Cu-ZnO-Al 2 O 3 untuk  mengakomodasi  reaksi  sintesa mentanol dan dehidrasi menjadi DME pada satu reaktor yang sama.  Katalis  ini  mampu  terdeaktivasi  pada  suhu  300 o C, sehingga pengontrolan suhu reaksi sangat penting, sehingga pada reaktor ini dipasangkan jaket  pendingin dengan media cooling water .
Semakin tinggi konversi sintesa DME maka akan semakin besar  pula  panas  reaksi  yang  dihasilkan,  dan hot  spot pada reaktor dapat menyebabkan kerusakan pada katalis.
Keluaran  dari  reaktor  diperoleh  produk  DME  dengan impurities ,  yang  kemudian  akan  dimurnikan  pada  kolom distilasi.  Beberapa  produk  dari  kolom  distilasi  yang  berupa metanol  akan  di- recycle kembali  kedalam  reaktor  untuk mendapatkan hasil produk DME yang maksimal.

## C. Tahap Purifikasi
Produk dari reaktor DME kemudian dialirkan menuju unit purifikasi.  Proses  purifikasi  DME  berfungsi  untuk memisahkan  DME  dari  kandungan  lain,  seperti syngas , metanol, CO 2 dan air.
Mula-mula gas keluaran dari reaktor dikondensasikan agar terbentuk  dua  fasa  dimana  diharapkan  yang  komponennya banyak mengandung syngas akan masih  berbentuk fasa gas lalu  DME,  metanol,  CO 2 dan  air  dalam  fasa liquid .  Hal  ini dilakukan untuk memudahkan proses purifikasi, dengan cara memperhatikan  titik  didih  dari  komponen  tersebut  saat mengatur  suhu  keluaran chiller .  Kemudian  dipisahkan menggunakan  separator,  syngas  direcycle  kembali  ke  unit sintesa DME.
Tahapan  purifikasi  pertama  adalah  pemisahan  DME  dan air. Fasa uap berupa DME merupakan distilat yang kemudian dialirkan ke distilasi kedua. Fasa liquid yang didominasi oleh air  dan  metanol  dialirkan  pada  distilasi  tiga.  Pada  distilasi dua,  dipisah  fasa  uap  dan  liquidnya  yang  berupa  gas  CO 2 recycle dan  produk  DME.  Spesifikasi  produk  DME  yang sesuai untuk kebutuhan LPG tertera pada Tabel 2.
Produk  DME  yang  dihasilkan  dari  pabrik  ini  memiliki komposisi  dimetil  eter  sebesar  99,7%  mol;  0,0009%  mol metanol;  0,001  mol  CO 2 ,  dimana  memenuhi  komposisi standar  SNI.  Penyimpanan  produk  DME  sama  dengan penyimpanan  produk  LPG  dan  ditransportasikan  dalam keadaan cair.
Pada  distilasi  tiga,  metanol  dan  air  dipisahkan  keduanya dalam fasa liquid. Metanol akan di- recycle kembali pada unit sintesa  DME.  Sedangkan  air  akan  ditransfer  menuju wastewater treatment .

## III. NERACA MASSA DAN ENERGI
Dasar  perhitungan  yang  digunakan  pada  perhitungan neraca massa adalah sebagai berikut.
a. Kapasitas Produksi : 950.000 ton/tahun
b. Hari kerja : 330 hari
c. Jam kerja  : 24 jam
Keterangan  jumlah  bahan  baku  yang  digunakan  tertera pada Tabel 3 neraca massa overall. Perhitungan neraca massa dan  panas  telah  diperoleh  hasil  yang  konvergen.  Dimana rancangan  pabrik  ini  telah  menghasilkan  produk  DME dengan  kapasitas  950.000  ton/tahun  dengan  kemurnian 99,7%  mol  yang  telah  memenuhi  kebutuhan  energi  di Indonesia.

## IV. ANALISA EKONOMI
Perhitungan analisa ekonomi didasarkan pada discounted cash  flow untuk  menentukan  kelayakan  suatu  pabrik. Parameter yang digunakan pada analisa ekonomi diantaranya adalah  net  present  value  (NOV),  break  event  point  (BEP), internal rate of return (IRR), dan payback period (PBP). Dari perhitungan  ekonomi,  diperoleh  nilai  total  production  cost sebesar  Rp  8.316.535.048.462.  Dengan  kapasitas  sebesar 950.000.000  kg/tahun,  diperoleh  harga  dasar  produk  DME sebesar Rp 8.705/kg, dimana harga ini dibawah harga pasar DME sebesar 12.000/kg, menandakan bahwa akan diperoleh keuntungan  jika  DME  dijual  menggunakan  harga  pasar. Maka,  produk  DME  ini  dijual  dengan  harga  $800  per  ton dengan  IRR  sebesar  14,02%  dengan  besar  bunga  pinjaman bank  sebesar  7,95%,  yangmana  artinya  pabrik  ini  layak berdiri  karena  nilai  IRR  lebih  besar  dari  bunga  pinjaman bank. Modal untuk pendirian pabrik menggunakan rasio 40% modal  sendiri  dan  60%  modal  pinjaman.  POT  diperoleh selama  5  tahun  5  bulan  dengan  BEP  sebesar  38%.  Dengan perkiraan  umur  pabrik  selama  10  tahun  dengan  masa pembangunan selama 2 tahun [9].

## V. KESIMPULAN
Rancangan  pendirian  pabrik  DME  akan  dibangun  untuk memenuhi  kebutuhan  energi  nasional  dengan  cara  blending dengan bahan bakar LPG dengan kapasitas sebesar 950.000 ton/tahun di Kalimantan Timur dengan bahan baku gas alam. Pabrik  beroperasi  selama  330  hari  selama  24  jam. Pembangunan  pabrik  selama  2  tahun  dengan  perkiraan umurnya  selama  10  tahun.  Harga  produk  DME  yang  dijual sebesar  $800  per  ton  dengan  nilai  IRR  14,02%  yangmana lebih  besar  dari  nilai  bunga  pinjaman  bank  sebesar  7,95%, menandakan  bahwa  pabrik  ini  layak  untuk  didirikan.  Nilai BEP yang diperoleh sebesar 38% dengan payout time selama 5  tahun  5  bulan.  Tinjauan  pada  aspek  lingkungan  dari berdririnya pabrik inipun juga cukup baik, potensi limbah cair yang dihasilkan ndari  proses produksi  diolah sesuai  standar pada  bagian wastewater  treatment dan  juga  gas  CO 2 yang dihasilkan  digunakan  kembali  pada  proses  sehingga  tidak mencemari lingkungan.

## 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]  D.  Amaliah,  L.  Qadariyah,  and  M.  Mahfud,  “The  production  of surfactant anionic Methyl Ester Sulfonate (MES) from Virgin Coconut Oil (VCO) with ultrasound-assisted,” J. Phys. Conf. Ser. , vol. 1845, no. 1, p. 12005, Mar. 2021, doi: 10.1088/1742-6596/1845/1/012005.
[3]  R.  Anggarani,  C.  S.  Wibowo,  and  D.  Rulianto,  “Application  of dimethyl  ether  as  LPG  substitution  for  household  stove,” Energy Procedia , vol. 47, pp. 227–234, 2014, doi:
10.1016/j.egypro.2014.01.218.
[4]  K. Sundmacher, “Fuel cell engineering: Toward the design of efficient electrochemical power plants,” Ind. Eng. Chem. Res. , vol. 49, no. 21, pp. 10159–10182, Nov. 2010, doi: 10.1021/ie100902t.
[5]  B. Wisnuaji, “Sintesis Proses Produksi Dimetil Eter  (DME) Berbasis Gas  Alam  dan  Batubara  di  Indonesia,”  Departemen  Teknik  Kimia, Institut Teknologi Bandung, 2019.
[6]  O. L. Eliseev, “Gas-to-liquid technologies,” Russ. J. Gen. Chem. , vol. 79, no. 11, pp. 2509–2519, 2009, doi: 10.1134/S1070363209110395.
[7]  M. Zahedi nezhad, S. Rowshanzamir, and M. H. Eikani, “Autothermal reforming of methane to synthesis gas: Modeling and simulation,” Int. J.  Hydrogen  Energy ,  vol.  34,  no.  3,  pp.  1292–1300,  2009,  doi: 10.1016/j.ijhydene.2008.11.091.
[8]  I. Dybkjaer, “Tubular reforming and autothermal reforming of natural gas  —  an  overview  of  available  processes,” Fuel  Process.  Technol. , vol. 42, no. 2, pp. 85–107, 1995, doi: 10.1016/0378-3820(94)00099-F.
[9]  S. N. Putri, Y. I. Satria, and N. Hendrianie, “Pra desain pabrik garam industri dari garam rakyat,” J. Tek. ITS , vol. 9, no. 2, pp. F151-F156, 2021, doi: 10.12962/j23373539.v9i2.54321.