Desain Pabrik Synthetic Gas ( Syngas ) dari Gasifikasi Batu Bara Kualitas Rendah sebagai Pasokan Gas PT. Pupuk Sriwidjaja
Toto Iswanto, Muhammad Rifa’i, Yeni Rahmawati, Susianto Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : muhammad.rifai27@gmail.com, rifqah_18des@chem-eng.its.ac.id
Abstrak —  Menurut  data  dari  Kementrian  Energi  dan Sumber Daya Mineral  (ESDM) tahun 2013, cadangan gas  bumi Indonesia  saat  ini  sebesar  170  TSCF  dan  akan  habis  dalam kurun  waktu  59  tahun,  dengan  estimasi  tidak  ada  peningkatan atau penurunan produksi. Di lain pihak, industri-industri  kimia di  Indonesia,  semisal  industri  pupuk,  sangat  mengandalkan pasokan  gas  alam  sebagai  bahan  baku  pupuk  maupun  sumber energi.  Permasalahan  utama  yang  dihadapi  industri  pupuk dewasa  ini  adalah  kurangnya  pasokan  gas  alam  untuk  proses produksi. Di PT Pupuk Sriwidjaja misalnya, kebutuhan gas alam rata-rata untuk proses produksi amonia dan urea mencapai 225 MMSCFD.  Namun,  pasokan  gas  dari  Pertamina  selalu  kurang dari jumlah tersebut. Karena selalu berulang, maka hal ini akan mengganggu  kinerja  PT  Pupuk  Sriwidjaja  sebagai  garda terdepan pertahanan pangan nasional bersama petani. Salah satu jenis  sumber  daya  alam  yang  potensial  mengganti  dan  atau mensubtitusi pemakaian gas alam adalah Synthetic Gas ( Syngas ). Syngas merupakan  gas  campuran  yang  komponen  utamanya adalah  gas  karbon  monoksida  (CO)  dan  hidrogen  (H 2 )  yang dapat digunakan sebagai bahan bakar dan juga dapat digunakan sebagai  bahan  baku  dalam  proses  pembuatan  zat  kimia  baru seperti  metana,  amonia,  dan  urea. Syngas dapat  diperoleh  dari proses gasifikasi batu bara dimana batu bara diubah dari bentuk padat  menjadi  gas.  Batu  bara  yang  merupakan  bahan  baku pembuatan syngas jumlahnya  sangat  melimpah  di  Indonesia. Menurut data dari Kementrian ESDM tahun 2011, total sumber daya  batu  bara  di  Indonesia  diperkirakan  119,4  miliar  ton, dimana 48%-nya terletak di Sumatera Selatan dan 70% deposit batu bara di Sumatera Selatan tersebut  adalah batu bara muda berkualitas  rendah.  Deposit  batu  bara  terbesar  di  Sumatera Selatan terletak di Kab. Muara Enim yang letaknya tidak terlalu jauh dengan PT Pupuk Sriwidjaja. Ditambah lagi dengan adanya PT  Bukit  Asam  sebagai  produsen  terbesar  batu  bara  di  Kab. Muara  Enim  tentu  akan  mempermudah  pasokan  batu  bara sebagai  bahan  baku  pabrik.  Oleh  karena  itu,  pabrik  akan didirikan  di  Tanjung  Enim,  Kab.  Muara  Enim,  Sumatera Selatan.  Pabrik  akan  didirikan  tahun  2017  dan  siap  beroperasi tahun  2019.  Pabrik  yang  didirikan  diharapkan  mampu mensubstitusi  40%  kebutuhan  gas  alam  PT  Pupuk  Sriwidjaja sebesar  88  MMSCFD  atau  sekitar  29.000  MMSCF  per  tahun. Proses pembuatan syngas dari batu bara kualitas rendah terdiri dari tiga proses utama, yaitu persiapan batu bara, gasifikasi batu bara,  dan  pemurnian  gas  hasil  gasifikasi.  Dari  analisa perhitungan  ekonomi  diperoleh Total  Cost  Investment (TCI) sebesar 121.170.377,3USD, Internal Rate of Return (IRR) sebesar 27,48%, Pay Out Time (POT) selama 3,47 tahun, dan Break Event Point (BEP) sebesar 45,05%.
Kata Kunci — batu bara, gasifikasi, gas alam, synthetic gas

## I. PENDAHULUAN
Saat ini diperkirakan dunia akan mengalami 3 krisis besar, yakni krisis pangan, air, dan energi. Hal ini disebabkan karena semakin  terbatasnya  sumber  daya  alam  yang  tersedia sementara  pertambahan  jumlah  penduduk  dunia  meningkat pesat dari waktu ke waktu. Hal ini praktis akan mempengaruhi ketahanan  nasional  dari  tiap  negara.  Tidak  luput  dari  itu, Indonesia sebagai salah satu negara yang memiliki sumber dan cadangan energi yang melimpah akan terkena imbasnya.  Saat ini  Indonesia  memiliki  ketergantungan  pada  sumber  energi fosil berupa  minyak bumi (42,99%), gas bumi (18,48%), dan batu bara (34,47%). Alternatif dalam pemanfaatan energi baru terbarukan hanya hadir dalam bentuk konversi (4,07%), belum dapat  mengganti  seutuhnya  pemanfaatan  energi  di  Indonesia. Cadangan  gas  bumi  di  Indonesia  saat  ini  sebesar  170  TSCF
dan akan habis dalam kurun waktu 59 tahun, dengan estimasi tidak ada peningkatan atau penurunan produksi [13].
Dengan  sisa  cadangan  gas  alam  yang  terbatas  tersebut, rupanya tidak menurunkan ketergantungan Indonesia terhadap minyak bumi dan gas alam sehingga membuat harga gas alam semakin  mahal.  Padahal  industri-industri  kimia  di  Indonesia, semisal  industri  pupuk,  sangat  mengandalkan  pasokan  gas alam sebagai bahan baku pupuk maupun sumber energi. Oleh karena  itu,  perlu  dicari  sumber  energi  lain  yang  potensial sebagai  pengganti  yang  nantinya  dapat  mengurangi ketergantungan  Indonesia  terhadap  minyak  bumi  dan  gas alam.
Permasalahan utama yang dihadapi industri pupuk dewasa ini adalah kurangnya pasokan gas alam untuk proses produksi. Di  PT  Pupuk  Sriwidjaja  misalnya,  kebutuhan  gas  alam  rata- rata  untuk  proses  produksi  amonia  dan  urea  mencapai  225 MMSCFD. Namun, pasokan gas dari Pertamina selalu kurang dari  jumlah  tersebut.  Karena  selalu  berulang,  maka  hal  ini akan  mengganggu  kinerja  PT  Pusri  sebagai  salah  satu  garda terdepan  pertahanan  pangan  nasional  bersama  petani.  Oleh karena  itu  perlu  dicari  sumber  daya  lain  yang  mampu mengganti atau mensubstitusi gas alam.
Salah  satu  jenis  sumber  daya  alam  yang  potensial mengganti dan atau  mensubtitusi pemakaian  gas alam adalah Synthetic  Gas ( Syngas )  yang  dapat  diperoleh  dari  proses gasifikasi  batu  bara  yang  sumber  dayanya  masih  melimpah. Total  sumber  daya  batu  bara  di  Indonesia  diperkirakan  105 miliar ton, dimana cadangan batu bara diperkirakan 21 miliar ton,  dengan  tingkat  produksi  berkisar  200-300  juta  ton  per tahun,  maka  umur  tambang  akan  dapat  mencapai  100  tahun [13].  Hal  ini  cukup  aman  untuk  menjamin  keberlanjutan industri gasifikasi batu bara di Indonesia.
Proses  gasifikasi  batu  bara  adalah  proses  yang  mengubah batu  bara  dari  bahan  bakar  padat  menjadi  bahan  bakar  gas. Dengan mengubah batu bara menjadi gas, maka material yang tidak  diinginkan  yang  terkandung  dalam  batu  bara  seperti senyawa  sulfur  dan  abu  dapat  dihilangkan  dari  gas  dengan menggunakan  metode  tertentu  sehingga  dapat  dihasilkan  gas bersih  dan  dapat  dialirkan  sebagai  sumber  energi. Syngas merupakan  gas  campuran  yang  komponen  utamanya  adalah gas  karbon  monoksida  (CO)  dan  hidrogen  (H 2 )  yang  dapat digunakan  sebagai  bahan  bakar  dan  juga  dapat  digunakan sebagai  bahan  baku  dalam  proses  pembuatan  zat  kimia  baru seperti  metana,  amonia,  dan  urea.  Produksi syngas melalui gasifikasi  batu  bara  kualitas  rendah  yang  jumlahnya  di Indonesia  mencapai  70%  [13]  akan  mampu  menaikkan harga jual batu bara tersebut.
Syngas dari  gasifikasi  batu  bara  memiliki  prospek  yang bagus  karena  tiga  hal,  yang  pertama,  produk syngas sangat komersial, banyak digunakan oleh industri-industri, baik untuk bahan  kimia,  energi,  dan  bahan  bakar  transportasi.  Yang kedua, syngas lebih  ramah  lingkungan  dibandingkan  dengan gas alam maupun minyak bumi dengan rendahnya emisi CO 2 , SO x ,  dan  NO x .  Yang  ketiga,  melimpahnya  sumber  daya  batu bara  di  Indonesia.  Selain  cadangannya  yang  cukup  besar, gasifikasi batu bara juga dapat memanfaatkan batu bara muda yang jumlahnya di Indonesia mencapai 70% [13].
Gasifikasi batu bara tidak hanya dapat digunakan untuk satu tujuan, tetapi dapat pula dirancang untuk tujuan yang lain secara  bersamaan.  Mekanisme  ini  disebut  dengan polygeneration (polygen) atau co-generation (co-gen) .

## Gambar 1. Alur penggunaan syngas
Lokasi  pabrik  gasifikasi  batu  bara  direncanakan  didirikan di  Sumatra  Selatan  yang  merupakan  sumber  cadangan  batu bara terbesar di Indonesia. Daerah yang dipilih adalah daerah Tanjung  Enim,  Kabupaten  Muara  Enim,  Sumatera  Selatan. Pemilihan  lokasi  ini  karena  letaknya  yang  tidak  terlalu  jauh dengan  PT  Pupuk  Sriwidjaja.    Ditambah  lagi  dengan  adanya PT  Bukit  Asam  sebagai  produsen  terbesar  batu  bara  di  Kab. Muara  Enim  tentu  akan  mempermudah  pasokan  batu  bara sebagai bahan baku pabrik.
Batu  bara  kualitas  rendah  ( Low  Rank  Coal/ LRC)  secara umum  dalam  praktek  komersial  adalah  batu  bara  yang memiliki  kandungan  panas  yang  rendah,  yaitu  kurang  dari 5.100  kCal/kg,  termasuk  juga  peringkat  batu  bara  mulai  dari lignit hingga sub-bituminus B yang memiliki kandungan panas kurang dari 9.500 BTU/lb (<5.278 kCal/kg).
Tabel 1. Spesifikasi Bahan Baku No. Parameter Nilai 1. Total Moisture (TM) (%, ar) 30,0 2. Calorific Value (CV) Gross CV (kCal/kg, ar) 4.550 (kCal/kg, ad) 5.500 3. Proximate Analysis Inherent Moisture (IM) (%, ad) 15,0 Ash Content (%, ad) 8,0 Volatile Matter (VM)  (%, ad) 39,0 Fixed Carbon (FC) (%, ad) 38,0 4. Ultimate Analysis Carbon (C) (%, ad) 63,9 Hydrogen (H) (%, ad) 5,2 Oxygen (O) (%, ad) 28,5 Nitrogen (N) Sulphur (S) (%, ad) (%, ad) 1,6 0,8
Pengertian  satuan yang biasa dipakai dalam analisa batu bara [21]:
 As Received (ar): termasuk Total Moisture (TM).
 Air Dried (ad): hanya termasuk Inherent Moisture (IM).  Dry Basis (db): tidak termasuk moisture .
Produk  yang  dihasilkan  dari  proses  gasifikasi  ini  berupa syngas ( synthesis  gas ),  campuran  gas  yang  mengandung  H 2 dan  CO  dengan  jumlah  yang  bervariasi.  S yngas harus memiliki  tekanan  tinggi,  mengingat  proses  untuk  sintesis amonia  berlangsung pada  tekanan  yang tinggi  [5]. Selain itu, syngas harus bebas senyawa  sulfur untuk menghindari korosi pada  alat  dan  menghindari  lepasnya  senyawa  sulfur  ke lingkungan  saat  proses  pembakaran, carbon  oxide (CO  dan CO 2 ), dan air [5]. Di samping itu, produk samping berupa CO 2 dengan  kemurnian 90% dapat  digunakan sebagai  bahan baku sintesis urea. Namun, produk samping CO 2 ini perlu treatment lanjutan  untuk  menghilangkan  kandungan  airnya,  mengingat CO 2 yang dapat digunakan untuk sistesis urea konsentrasinya harus lebih dari 98,5% [5].
Tabel 2.
Target kualitas produk syngas berdasarkan komponen penyusun Komponen Konsentrasi (%mol) CO 55,0 H 2
CH 4 40,0 3,0 CO 2 0,05 N 2
H 2 O 1,5 0,45 II. URAIAN PROSES
Gambar  2. Block  Flow  Diagram Proses  Pembuatan Syngas dari Batu Bara

## Penyiapan Batu Bara
Proses  awal  gasifikasi  dimulai  dari  penyiapan  batu  bara. Batu  bara  dari open  yard akan  di- treatment dengan  berbagai macam  perlakuan  agar  sesuai  dengan  kondisi  dalam  reaktor gasifier .  Mula-mula  batu  bara  dari open  yard coal (F-111) diangkut menggunakan belt conveyor (J-112) menuju hammer mill (C-110). Di hammer mill ini terjadi proses size reduction dari  batu  bara  berukuran  5  cm  menjadi  ukuran  yang diinginkan,  yaitu  1-6  mm.  Setelah  itu,  batu  bara  yang  telah dihaluskan  dimasukkan  ke  dalam rotary-tube  dryer (B-120) untuk menguapkan sebagian air bawaan yang ada dalam batu bara. Media pemanas yang digunakan dalam rotary-tube dryer adalah steam bertekanan  yang  dialirkan  searah  dengan  arah aliran  batu  bara.  Jika  dilihat  dari  cara  pengontakkan  media pemanas  dengan  material,  tipe rotary  dryer yang  digunakan adalah tipe tidak langsung, dimana panas ditransfer dari steam yang  ada  di  dalam tube ke  batu  bara  dengan  cara  konduksi. Media pemanas dan tipe tidak langsung ini digunakan karena batu bara  merupakan  material  yang  mudah terbakar  sehingga kontak  batu  bara  dengan  oksigen  yang  dapat  memicu  reaksi pembakaran  sebisa  mungkin  dihindari  [4].  Batu  bara  yang kandungan  airnya  telah  diuapkan  kemudian  diangkut  oleh scrapper conveyor (J-121) untuk dimasukkan ke dalam bunker (F-211) dengan bantuan bucket elevator (J-122). Dari bunker , batu  bara  dimasukkan  ke  dalam lock  hopper (F-212)  untuk dinaikkan  tekanannya  dari  tekanan  atmosfer  (1,01  bar) menjadi  31  bar  menggunakan  gas  CO 2 yang  sebelumnya dikompres di CO 2 compressor (G-219). Kenaikan tekanan ini bertujuan  untuk  menyesuaikan  tekanan  batu  bara  dengan tekanan  operasi gasifier .  Dari lock  hopper ,  batu  bara dikeluarkan  melalui  mekanisme air  lock dan  dimasukkan  ke dalam gasifier menggunakan screw  conveyor (J-213). Mekanisme air  lock ini  memungkinkan  untuk  mengeluarkan batu bara dari lock hopper tanpa ikut sertanya gas inert [2].

## Gasifikasi Batu Bara
Oksidan  berupa  O 2 dari oxygen  storage  tank (F-214) dinaikkan  tekanannya  dari  1,01  bar  menjadi  32  bar  dengan cara dipompa menggunakan oxygen pump (L-215). Kemudian oksidan bertekanan ini dilewatkan pada oxygen vaporizer (E- 216)  untuk  mengubah  fasenya  menjadi  gas  dan  untuk menaikkan suhunya dari  -185 o C menjadi 160 o C. Gas oksigen ini  kemudian  diinjeksikan  melalui injector  nozzle ke  dalam gasifier (R-210). Gasifier yang  digunakan  berjenis fluidized- bed dengan  tipikal  proses  High  Temperature  Winkler  (HTW Gasifier ). Gasifier ini  bekerja  pada  kondisi  temperatur 1.000 o C  dan  tekanan  30  bar.  Hal  yang  membedakan gasifier fluidized-bed dengan  tipe gasifier lain  adalah  sistem terfluidisasi  yang  membuat heat  transfer dan mass  transfer antara gas dan partikel solid lebih sempurna serta penggunaan temperatur  yang  tidak  terlalu  tinggi  sehingga  mudah  untuk dikontrol  dan  dikendalikan  [16].  Kemajuan  yang  paling
penting  dari  teknologi  ini  adalah  kenaikan  tekanan  yang mencapai  30  bar.  Adanya  kemajuan  ini  diharapkan  mampu menurunkan  energi  kompresi.  Temperatur  yang  tinggi  juga berguna  untuk  meningkatkan  konversi  karbon  dan  kualitas gas, dimana semakin tinggi suhu, kandungan tar akan semakin menurun [5].
Di  dalam gasifier terjadi  berbagai  macam  reaksi  yang dimodelkan  menjadi  tiga  reaksi,  yaitu  reaksi  pirolisis (devolatilisasi),  reaksi  pembakaran,  dan  reaksi  gasifikasi. Mulanya,  batu  bara  akan  mengalami  proses  pirolisis  untuk dekomposisi  batu  bara  secara  kimia  dengan  bantuan  panas. Hasil  dari  pirolisis  adalah  karbon, ash ,  dan  gas-gas  ringan. Pada pirolisis dengan temperatur tinggi, produk yang dominan adalah  gas,  sedangkan  pada  temperatur  rendah  produk  yang dominan adalah tar dan minyak berat [15]. Karena temperatur dalam gasifier cukup tinggi (1.000 o C), maka diasumsikan tak ada tar atau minyak berat yang terbentuk. Reaksi pirolisis [5], [15]:
Batu bara C ( s ) + CH 4 + CO + CO 2 + H 2 + H 2 O+ H 2 S + COS + N 2 + Ash ( s )
Karbon hasil pirolisis akan mengalami reaksi pembakaran dengan O 2 yang berasal dari tangki penyimpan. Sebagian besar O 2 yang diinjeksikan dalam gasifier ini akan digunakan untuk zona  pembakaran.  Proses  pembakaran  ini  menghasilkan karbon  dioksida,  karbon  monoksida,  dan  uap  air,  yang menyediakan  panas  untuk  reaksi  gasifikasi  selanjutnya. Pirolisis  dan  pembakaran  adalah  proses  yang  sangat  cepat. Reaksi-reaksi pembakaran [5]:
C ( s ) +   ½O 2 CO ∆ H = -111MJ/kmol
CO  +   ½O 2 CO 2
∆ H = -283 MJ/kmol H 2 +   ½O 2 H 2 O ∆ H = -242 MJ/kmol Reaksi  gasifikasi  terjadi  karena  karbon  bereaksi  dengan karbon  dioksida  dan  steam  untuk  menghasilkan  karbon monoksida dan hidrogen. Reaksinya [5]:
a)  Reaksi Boudouard:
C ( s ) +  CO 2 2CO ∆ H = +172  MJ/kmol b)  Reaksi Water Gas : C ( s ) +  H 2 O CO + H 2
∆ H = +131 MJ/kmol c)   Reaksi Shift Convertion : CO   +  H 2 O CO 2 + H 2
∆ H = -41 MJ/kmol d)   Reaksi Metanasi:
C ( s ) +  2H 2 CH 4 ∆ H = -75 MJ/kmol Reaksi  Boudouard  merupakan  reaksi  endotermis  yang menghasilkan  CO.  Reaksi water  gas dan shift  convertion merupakan reaksi utama pada gasifikasi batu bara karena pada reaksi  ini  dihasilkan syngas H 2 dan  CO beserta  dengan  CO 2 sebagai  hasil  samping.  Dan  yang  terakhir  reaksi  samping metanasi  yang  menghasilkan  metana  dalam  jumlah  yang sedikit.
Karbon ( char ) yang tidak bereaksi dan 10% dari total ash turun sebagai slag di bagian bottom [16]. Syngas yang keluar dari gasifier akan menuju cyclone (H-217) untuk memisahkan ash yang terbawa  keluar, lalu  menuju  ke waste  heat boiler 1 (E-311) untuk didinginkan. Syngas didinginkan dengan media pendingin  air  dari  suhu  1.000°C  menjadi  300 o C.  Proses pendinginan  ini  menghasilkan steam yang  dapat  digunakan untuk untuk proses selanjutnya.

## Pemurnian Gas Hasil Gasifikasi
Syngas dari gasifier masih mengandung berbagai senyawa pengotor,  seperti  H 2 S,  COS,  dan  CO 2. Adanya  senyawa- senyawa  tersebut  dapat  meningkatkan  risiko  korosi  pada peralatan  dan  merusak  katalis,  termasuk  katalis  dalam  proses pembuatan  pupuk.  Oleh  karena  itu syngas perlu  dimurnikan terlebih dahulu [5].
Karbonil  sulfida  bukan  merupakan  gas  asam,  maka hidrolisis COS untuk membentuk H 2 S sering dilakukan untuk pemurnian  sulfur  yang  terkandung  dalam  COS.  Tujuan pengonversian  COS  menjadi  H 2 S  disebabkan  adsorben  yang digunakan  untuk  proses  desulfurisasi  lebih  selektif  terhadap H 2 S daripada COS. Reaksi hidrolisis terjadi di COS hydrolysis reactor (R-310)  dengan  suhu  operasi  303 o C  dan  tekanan  29 bar dengan bantuan katalis chromia-alumina [7]. COS + H 2 O             H 2 S + CO 2
Setelah semua sulfur terdapat dalam bentuk senyawa H 2 S, kemudian  dilakukan  proses  pemisahan  terhadap  H 2 S.  Unit pemisahan senyawa sulfur adalah tangki desulfurizer (D-320) yang  bekerja  pada  suhu  310 o C  dan  tekanan  28,5  bar  dengan bantuan adsorben ZnO. Reaksinya sebagai berikut.
H 2 S + ZnO ( s )             H 2 O + ZnS ( s ) Pada  umunya,  adsorben  ZnO  tidak  dapat  diregenerasi. Akibatnya,  adsorben  ini  kurang  praktis  jika  digunakan  untuk adsorpsi  dengan  konsentrasi  H 2 S  yang  tinggi  [7].  Untuk keperluan downstream industri  pupuk,  kandungan  H 2 S  di aliran syngas yang keluar dari tangki desulfurizer diharapkan dapat kurang dari 1 ppmv [5].
Syngas dari desulfurizer yang  bebas  dari  kandungan  H 2 S kemudian diturunkan suhunya melalui waste heat boiler 2 (E- 333)  sehingga  suhunya  menjadi 50 o C. Media  pendingin  yang digunakan  adalah  air.  Proses  pendinginan  ini  juga menghasilkan steam yang  dapat  digunakan  untuk  proses lainnya.  Penurunan  suhu  bertujuan  untuk  menaikkan % recovery dari  absorber  karena  absorber  bekerja  lebih  baik pada  suhu  yang  rendah  dan  tekanan  tinggi.  Selanjutnya, syngas dialirkan  menuju  kolom  absorber  (D-330)  yang beroperasi pada suhu 50 o C dan tekanan 27 bar. Pelarut MDEA 40%  berat  dari MDEA  storage  tank (F-331)  diumpankan  ke kolom  absorber  dengan  bantuan MDEA  pump (L-332). Larutan  MDEA  akan  mengabsorb  gas  CO 2 ,  dan  kemudian keluar menuju stripper (D-340) untuk proses recovery kembali pelarut.  Sedangkan  produk syngas bersih  yang  keluar  dari absorber dialirkan melalui gas pipeline . Untuk  melakukan recovery pelarut,  larutan  MDEA  kaya CO 2 ( rich-amine ) yang keluar dari kolom absorber diturunkan tekanannya  dari  27  bar  menjadi  3,52  bar  dengan expansion valve .  Penurunan  tekanan  ini  bertujuan  untuk  meyesuaikan tekanan rich-amine dengan  tekanan  operasi stripper . Kemudian  suhu rich-amine dinaikkan  suhunya  dengan  cara melewatkannya  di lean-rich  amine  heat  exchanger (E-341). Stripper beroperasi  pada  suhu  125 o C  dan  tekanan  2,03  bar. Untuk  mengambil  CO 2 dari  pelarut,  digunakan superheated steam dengan  tekanan  2,03  bar  dan  suhu  125 o C. Steam akan men- strip CO 2 dan keluar bersama-sama dari stripper menuju stripper outlet cooler (E-342) untuk didinginkan hingga suhu 45 o C . Pendinginan ini bertujuan untuk mengkondensasi aliran gas  CO 2 dan steam sehingga  diperoleh fase campuran. Lean- amine yang keluar dari stripper dialirkan kembali ke lean-rich amine  exchanger untuk  diturunkan  suhunya  menjadi  70 o C . Lean-amine ini  kemudian  diumpankan  kembali  ke  absorber dengan  bantuan MDEA  recovery  pump (L-334).  Aliran  CO 2 dan steam yang berada dalam fase campuran dipisahkan dalam separator (H-343)  untuk  mendapatkan  gas  CO 2 yang  lebih murni.  Gas  CO 2 yang  lebih  murni  dialirkan  menuju gas pipeline untuk proses sintesis urea.

## III. NERACA MASSA
Umpan  batu  bara  pada  pabrik  ini  sebesar  617.760 ton/tahun  dengan  kapasitas  produk syngas yang  dihasilkan sebesar 653.000 ton/tahun (sekitar 29.000 MMSCF per tahun atau 88 MMSCFD) [8].

## IV. ANALISA EKONOMI
Analisa  ekonomi  dimaksudkan  untuk  dapat  mengetahui apakah  suatu  pabrik  yang  direncanakan  layak  didirikan  atau tidak.  Untuk  itu  dilakukan  evaluasi  atau  studi  kelayakan  dan penilaian  investasi.  Faktor-faktor  yang  perlu  ditinjau  untuk memutuskan hal ini adalah laju pengembalian modal ( Internal Rate  of  Return /  IRR),  waktu  pengembalian  modal  minimum ( Pay  Out  Time /  POT),  dan  titik  impas  ( Break  Even  Point / BEP)  [14].  Dari  hasil  perhitungan  analisa  ekonomi  diperoleh Total  Cost  Investment (TCI)  sebesar  121.170.377,3USD dengan bunga  pinjaman 11% per tahun.   Selain itu diperoleh IRR  sebesar  27,48%,  POT  selama  3,47  tahun,  dan  BEP sebesar 45,05%. Umur dari pabrik ini diperkirakan selama 10 tahun dengan masa pembangunannya selama 2 tahun di mana operasi
pabrik ini 330 hari/tahun.

## V. KESIMPULAN
Dari  analisa  perhitungan  ekonomi  diperoleh Total  Cost Investment (TCI)  sebesar  121.170.377,3USD  dengan  bunga pinjaman  11%  per  tahun.    Selain  itu  diperoleh  IRR  sebesar 27,48%,  POT  selama  3,47  tahun,  dan  BEP  sebesar  45,05%. Harga IRR yang diperoleh lebih besar dari bunga pinjaman dan waktu  pengembalian  modal  lebih  kecil  dari  perkiraan  usia pabrik. Dengan demikian, pabrik ini layak untuk didirikan.

## LAMPIRAN
ALIRAN PROSES ALIRAN PROSES KETERANGAN Nomor Aliran Suhu (oC) Tekanan (bar) Bahan baku
Produk / Effluent Cooling Water Boiler Feed Water Steam TUGAS PRA DESAIN PABRIK SYNGAS DARI GASIFIKASI BATU BARA KUALITAS RENDAH SEBAGAI PASOKAN GAS PABRIK PUPUK Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2015 Pembimbing: Dr. Yeni Rahmawati, ST, MT Dr. Ir. Susianto, DEA NO. KODE NAMA ALAT JUMLAH 1 C-110 Hammer Mill 1 2 F-111 Coal Open Yard 1 3 J-112 Belt Conveyor 1 4 B-120 Rotary-Tube Dryer 2 14 H-217 Cyclone 1 15 F-218 Dry Slag Open Yard 1 17 R-310 COS Hydrolysis Reactor 1 20 D-330 Absorber 1 21 F-331 MDEA Storage Tank 2 23 E-333 Waste Heat Boiler 2 2 26 E-341 Lean-Rich Amine Exchanger 1 25 D-340 Stripper 1 24 L-334 MDEA Recovery Pump 2 9 F-212 Lock Hopper 4 10 J-213 Screw Conveyor 1 12 L-215 Oxygen Pump 2 Digambar oleh: 1. Toto Iswanto 2311 100 026 2. Muhammad Rifa’i 2311 100 187 CW WW BFW Waste Water 6 J-122 Bucket Elevator 1 5 J-121 Scrapper Conveyor 1 8 F-211 Coal Bunker 1 13 E-216 Oxygen Vaporizer 1 7 R-210 Gasifier 1 19 D-320 Desulfurizer 6 22 L-332 MDEA Pump 2 Cooling Water Return CWR CW CWR F-111 WW -185 8 32 CO 2 E-311 R-310 D-330 L-332 D-340 E-342 H-343 301.94 16 28.9 7 30 25 27 70 31 27,31 125 35 1,7 45 37 1,01 60 38 1,01 76,41 32 2,3 E-333 E-341 MDEA Solution F-331 50 22 27,59 D-320B 30 21 2,72 30 24 1,01 125 30 28 1000 12 30 120,71 23 2,03 R-210 D-320A 28 H-343 Two Phase Separator 1 27 E-342 Stripper Outlet Cooler 1 Coal Dry Slag Exhaust Water Vapor 30 16 2,72 50 5 1,01 30 1 1,01 J-112 C-110 B-120 J-121 F-211 F-212A F-212B J-213 H-217 F-218 1000 14 1,01 1000 13 1,01 160 10 31,31 303,65 19 28,97 125 34 2,03 45 40 1,01 J-122 35 6 31 300 18 29,31 310,04 20 28,28 151,87 2 5 60 3 1,01 BFW 120,71 17 2,03 50 27 26,67 S 1 C-110 Hammer Mill 1 45 39 1,01 11 F-214 Oxygen Storage Tank 4 F-214 L-215 E-216 -185 7 1,01 Oxygen 146,35 11 4,31 200 9 5 18 E-311 Waste Heat Boiler 1 3 50,58 29 3,52 Syngas 50,58 28 27 30 36 1,7 S SC SC Steam Condensat 125 33 2,03 50 4 1,01 1000 15 30 CO 2 G-219 30 41 10 149,25 42 31 L-334 50 26 27 16 G-219 CO2 Compressor 1

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Dr.  Yeni Rahmawati,  S.T.,  M.T.  dan  Dr.  Ir.  Susianto,  DEA  atas bimbingan dan saran yang telah diberikan selama ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  A.  Kohl,  R.  Nielsen,  “Gas  Purification,”  Texas:  Gulf Publishing (1997).
[2]  A.  Rautalin,  C.  Wilen,  “Feeding  Biomass  into Pressure and Related Safety Engineering,” Finlandia: Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus
(VTT) (1992).
[3]  A.J.  Kidnay,  “Fundamentals  of  Natural  Gas Processing,” New York: CRC Press (2006).
[4]  A.S.  Mujumdar,  “Handbook  of  Industrial  Drying,” Singapura: Taylor & Francis Group (2006).
[5]  C.  Higman,  M.  Burgt,  “Gasification,”  New  York: Elsevier Science (2003).
[6]  C.J.  Geankoplis,  “Transport  Process  and  Separation Process Principles,” New Jersey: Prentice Hall (2003).
[7]  D.A.  Bell,  B.F.  Towler,  M.  Fan,  “Coal  Gasification and Its Applications,”  New  York:  Elsevier Science (2011).
[8]  D.M.  Himmelblau,  J.B.  Riggs,  “Basic  Principles  and Calculations  in  Chemical  Engineering,”  New  Jersey: Prentice Hall (1989).
[9]  E.E.  Ludwig,  “Applied  Process  Design  for  Chemical and  Petrochemical  Plants,”  Texas:  Gulf  Publishing (1997).
[10]  F.C.  Vilbrant,  C.E.  Dryden,  “Chemical  Engineering Plant Design,” New York: McGraw-Hill (1959).
[11]  G.D.  Ulrich,  “A  Guide  to  Chemical  Engineering Process  Design  and  Economic,”  Canada:  John  Wiley &   Sons (1984).
[12]  H.W. Haring, “Industrial Gas  Processing,” Berlin: Wiley - VCH Verlag GmBH (2008).
[13]  “Handbook  of  Energy  &  Economic  Statistics  of Indonesia”,  Pusat  Data  dan  Informasi  Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral Indonesia (2013).
[14]  M.S.  Peters,  K.D.  Timmerhaus,  R.E.  West,  “Plant Design  and  Economics  for  Chemical  Engineers,” Boston: McGraw-Hill (2003).
[15]  N.P.  Cheremisinoff,  A.J.  Rezaiyan,  “Principles  of Gasification,”  Princeton:  Taylor  &  Francis  Group (2005).
[16]  P.  Basu,  “Combustion  and  Gasification  in  Fluidized Bed,” Canada: Taylor & Francis Group (2006).
[17]  R.H.  Perry,  D.W.  Green,  “Perry’s  Chemical Engineers’ Handbook,”  New  York:  McGraw-Hill (2008).
[18]  W.L. McCabe, J.C. Smith, P. Harriot,   “Unit Operations  of  Chemical  Engineering,”  New  York: McGraw-Hill (1993).
[19]  Y.  Arullah,  Nurhadi,  H.  Susanto, “Kajian Termodinamika  Updraft Gasifier dengan Side  Stream untuk  Mengolah  Batubara  Sumatera  Selatan  Menjadi Gas  Sintesis,” Jurnal Rekayasa Kimia dan Proses (2010).
[20]  Laporan  Tahunan  PT  Pupuk  Sriwidjaja  Palembang Tbk. (2009-2013).
[21]  World Coal Association.
[22] http://www.bi.go.id . Diakses tanggal 1 Januari 2015.
[23] http://www.pusri.co.id .Diakses tanggal 3 Januari 2015.