Abstrak — Ketersedian  sumber  gas  alam  semakin  menipis  dan potensi  cadangan  batubara  mencapai  37,6  miliar  ton  per Desember  2019.  Batubara  dapat  dijadikan  alternatif  gas  alam dan  diproses  menjadi  berbagai  produk,  seperti  metanol. Konsumsi  metanol  dalam  negeri  hingga  2020  hanya  dipasok oleh  produsen  tunggal  yaitu  PT.  Kaltim  Methanol  Industri (KMI)  dengan  kapasitas  650.000  ton/tahun.  Maka  dari  itu, pabrik metanol dari batubara kelas rendah ini didirikan dengan tujuan  untuk  membantu  masalah  tersebut,  dimana  pabrik  ini akan dioperasikan secara kontinu 24 jam selama 330 hari per tahunnya dan berkapasitas produksi 640 KTPA. Dari kapasitas tersebut dibutuhkan bahan baku batubara sebesar 195 ton/jam; process  water  sebanyak  83.571,43  kg/jam;  cooling  water sebanyak  13.740.266,11  kg/jam;  oksigen  sebanyak  151.927,2 kg/jam;  saturated  steam  sebanyak  189.059,05  kg/jam; superheated  steam  sebanyak  1.090.491,57  kg/jam.  Selain  itu, proses  ini  juga  menghasilkan  solid  waste  sebanyak  10.573,64 kg/jam;  Waste  water  sebanyak  30.965,9  kg/jam;  purge sebanyak  350.704,68  kg/jam;  flare  sebanyak  4.377,89  kg/jam; dengan  kebutuhan  daya  listrik  sebesar  44.440  kW.  Pasokan bahan baku batubara berasal dari PT. Bukit Asam, Tbk. yang berada di Tanjung Enim, Sumatera Selatan. Pendirian pabrik metanol  direncanakan  di  tahun  2022  dan  dapat  selesai  tahun 2024. Proses produksi metanol dari  batubara kelas rendah ini terdiri  dari  dua  proses  inti,  antara  lain  :  Gasifikasi  (produksi syngas) dan Sintesa metanol. Dari perhitungan analisa ekonomi didapatkan laju pengembalian modal (IRR) pabrik metanol ini sebesar  26,8%  dengan  tingkat  suku  bunga  bank  9,95%  per tahun dan laju inflasi rata-rata 1,94% per tahun. Sementara itu, waktu pengembalian modal (POT) adalah 4 tahun 7 bulan dan titik impas  (BEP)  sebesar 32,23%. Untuk dapat memproduksi metanol  grade  AA  dengan  kapasitas  640.000  ton/tahun, dibutuhkan  biaya  produksi  total  per  tahunnya  sebanyak  Rp. 3.488.925.879.353,62  dengan  biaya  investasi  total  (TCI) sebanyak  Rp.  3.854.287.975.819,96  Jika  dipertimbangkan  dari aspek  analisa  ekonomi  serta  teknis,  pabrik  metanol  dari batubara kelas rendah ini layak didirikan.

## Kata Kunci — Batubara, Distilasi, Gasifikasi, Lurgi, Metanol.

## I. PENDAHULUAN
ETANOL memegang peran penting dalam perkembangan  industri  kimia  di  Indonesia.  Metanol merupakan  bahan  kimia  dasar  yang  memiliki  senyawa turunan yang dikonsumsi kalayak banyak seperti asam asetat sebagai  salah  satu  bahan  baku polyethylene  terpthatlate (PET),  formaldehid  sebagai  bahan  baku  resin,  dan methylamines  sebagai  bahan  dasar  petisida,  surfaktan,  dan detergen.  Selain  bahan  baku  turunan  metanol  juga dimanfaatkan  untuk  bahan  bakar  bersih.  Pemanfaatan metanol sebagai bahan bakar dapat dilakukan sebagai bahan campuran  langsung  dengan  bahan  bakar  cair,  atau  melalui pemrosesan  menjadi  olefin,  dimethyl  eter  (DME),  atau biodiesel.  Terkait  biodiesel,  program  pemerintah  dalam
mengurangi  jumlah  impor  bahan  bakar  adalah  menerapkan program Mandatori B30 dan B40 sebagai rencana program di tahun  2022,  sehingga  pertumbuhan  industri  kimia  yang signifikan  mempengaruhi  jumlah  kebutuhan  metanol  pada tahun 2022.
Berdasarkan data statistik industri manufaktur bahan baku 2017,  terdapat  beberapa  sektor  industri  yang  mengonsumsi metanol  sebagai  bahan  penunjang  produksi.  Salah  satu penyebab  meningkatnya  konsumsi  metanol  adalah  adanya peningkatan  jumlah  konsumsi  biodiesel  di  Indonesia, mengingat  bahwa  metanol  sebagai  salah  satu  bahan  baku biodiesel. Program  mandatori  biodiesel  ini  sudah dilakukan dari tahun 2008 dengan persen biodiesel dalam bahan bakar adalah 2,5% hingga di akhir tahun 2019 menjadi 20%. Data konsumsi dan produksi biodesel tertera pada Tabel 1.
Dalam  rencana  induk  pembangunan  industri  nasional tahun  2015-2035  terdapat  rencana  dari  pemerintah  untuk mengembangkan teknologi produksi metanol berbasis migas dan batubara secara maksimal, dimana hal ini didukung oleh prioritas pemerintah untuk pengembangan sektor industri di beberapa  bidang  termasuk  industri petrokimia hulu,  dengan salah satunya adalah industri metanol. Saat ini di Indonesia hanya  terdapat  1  kilang  metanol  yaitu  PT  Kaltim  Metanol Industri  di  Bontang,  dengan  kapasitas  sebesar  660  ribu  ton per  tahun,  dimana  bila  melihat  jumlah  kebutuhan  metanol sebesar  1.140.957,09  ton/  tahun  dapat  disimpulkan  bahwa kapasitas produksi tersebut jauh belum memenuhi kebutuhan metanol di Indonesia. Oleh karena itu pembangunan industri kimia  di  Indonesia  khususnya  industri  metanol  merupakan langkah  tepat  untuk  mengurangi  jumlah  impor  yang meningkat  dari  tahun  ke  tahun  serta  dapat  memberikan lapangan pekerjaan bagi masyarakat Indonesia.

## A. Produksi Syngas dari Batubara
Seleksi  proses  pada  pabrik  metanol  dari  batubara  ini memiliki 2 tahap proses seleksi, yakni seleksi proses produksi synthetic  gas  (syngas )  dari  batubara  dan  seleksi  proses produksi  metanol  dari syngas .  Teknologi  gasifikasi  yang digunakan  untuk  konversi  batubara  menjadi syngas dikenal dengan gasifier. Ada 3 macam gasifier yang biasa digunakan dalam proses gasifikasi batubara, yaitu moving bed, fluidized bed dan entrained flow .

## M

## Pra Desain Pabrik Metanol dari Batubara Kelas Rendah
Anif Rachmawati, Mahfud, dan Triyaldi Fakhry Maulana Departemen Teknik Kimia, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail: mahfud@chem-eng.its.ac.id
Tabel 1. Data konsumsi dan produksi biodiesel Tahun Produksi (KL/tahun) Konsumsi (KL/tahun) Ekspor (KL/tahun) 2015 1.600.000 915.000 329.000 2016 3.700.000 3.000.000 477.000 2017 3.400.000 2.600.000 187.000 2018 6.200.000 3.800.000 1.800.000 2019 9.600.000 6.900.000 1.500.000

## B. Moving Bed (Fixed Bed)
Berdasarkan  kronologinya,  gasifier  yang  paling  pertama digunakan  adalah moving  bed .  Terdapat  dua  bagian  proses utama  yang  berlangsung  yaitu  gas process  producer dan water gas process. Kedua proses ini sangat berperan dalam awal  proses  pembuatan syngas. Batubara  yang  memiliki ukuran 6-50 mm diumpankan lewat bagian atas reaktor dan akan  menumpuk  karena  gaya  gravitasi  dan  gaya  beratnya. Sedangkan  dari  bagian  bawah  reaktor  akan  diumpankan steam dan udara (O 2 ). Dengan arah masuk yang berlawanan, maka akan terjadi reaksi pembentukan syngas (synthetic gas ) [1].

## C. Fluidized Bed
Batubara  yang  digunakan  untuk fluidized  bed memiliki ukuran  yang  lebih  halus  dibandingkan moving  bed ,  yaitu berukuran 6 – 10 mm. Batubara yang sudah berbentuk serbuk diumpankan  dari  samping  gasifier  lalu  bergerak  secara turbulen  karena  kecepatan  alir  media  gasifikasi  yaitu  steam dan  udara  (O 2 )  relatif  tinggi  dari  bawah.  Karena  gaya gravitasi dan berat batubara setimbang dengan gaya dorong dari steam dan O 2 , maka batubara akan berada dalam kondisi mengambang  saat  proses  gasifikasi  terjadi.  Kondisi  operasi untuk gasifier ini  memiliki  temperatur  800  –  1100 o C  dan tekanan 10 – 30 bar [1].

## D. Entrained Flow
Pada tipe gasifier ini, steam dan udara (O 2 ) terjadi kontak dengan serbuk batubara secara cepat. Tipe aliran yang masuk pada gasifier ini adalah ¬ co-current ¬ yaitu umpan steam dan udara  dimasukkan  dari  arah  yang  sama  dengan  batubara. Umpan  yang  digunakan  untuk  batubara  bisa  berupa slurry feed maupun dry feed . Ukuran batubara yang masuk adalah kurang  dari  100  μm.  Kondisi  operasi  untuk gasifier ini memiliki temperatur 1250 – 1600 o C dan tekanan 20 - 85 bar [1].  Perbandingan  proses  gasifikasi  batubara  tertera  pada Tabel 2.

## E. Sintesa Metanol dari Syngas
Pada  proses  produksi  metanol  dari syngas ,  terdapat beberapa teknologi proses yang telah banyak digunakan oleh industri  secara  komersial  di  dunia,  seperti  ICI  ( Imperial Chemical Industry ), Lurgi, Kellog, Nissui Topsoe, Mitsubishi Gas  Company  (MGC),  dan  berbagai  teknologi  proses lainnya.

## 1) Imperial Chemical Industries
Pada proses ICI campuran gas sintesis umpan segar ditekan dari 50 – 100 atm melalui sebuah kompressor dan diumpan ke dalam reaktor berpendingin ( quench type converte r) yang beroperasi pada 270 o C. Quench converter berupa single bed yang  mengandung  katalis  pendukung  yang  bersifat  inert. Katalis ditumpuk menjadi sebuah unggun serta dimasukkan pada  berbagai  lokasi  sepanjang  unggun  dengan  tujuan  agar diperoleh distribusi suhu yang merata. Pada proses ini aliran produk  akan  didinginkan dan  methanol  akan  terkondensasi. Sedangkan  aliran  gas  purge  di recycle ke  reformer  untuk mengubah  methanol  yang  terakumulasi  dalam  gas  sintesis. Crude  methanol akan  dipurifikasi  dengan  cara  distilasi. Proses  ICI  bertekanan  rendah  ini  ada  yang  menggunakan reaktor packed bed adiabatic tersusun seri. Suhu masukan ke bed  ditentukan  oleh  suhu  dingin  dari syn  gas yang diinjeksikan. Tidak ada penukar panas di antara bed dan hal ini membuat reaktor menjadi lebih sederhana daripada desain proses lainnya [2].

## 2) Lurgi Process
Dalam  proses  yang  ditawarkan  oleh  Lurgi  untuk  sintesis methanol,  reaktor  sintesis  dioperasikan  pada  rentang  suhu dari 230 – 270 o C dan dengan tekanan operasi 50 – 100 bar. Reaktor  yang  digunakan  yaitu  reaktor shell  and  tube , tube diisi  dengan  katalis  dan  panas  reaksi  diserap  oleh  air  yang bersikulasi  secara  alami  pada  bagian shell .  Pada  dasarnya reaktor  juga  memainkan  peranan  kedua  yaitu  sebagai pembangkit uap ( steam regenerator ) bertekanan 40 – 50 bar. Adapun prosesnya yaitu feedstock dimasukkan ke preheater , desulfurisasi.  Aliran  dicampur  dengan  steam,  kemudian dimasukkan ke dalam preheater , lalu masuk ke dalam tubular steam  reformer.  Pembentukan  kembali  gas  dengan  tekanan tinggi  digabungkan  dengan  feed  yang  tersisa.  Gas  dibentuk kembali dengan penambahan oksigen. Syn gas dan flue gas dari steam  reformer didinginkan  dengan  memanfaatkan panasnya untuk generasi superheating steam, penguapan air proses  dari  distilasi  dan  proses  pra  pemanasan  feed,  BFW ( Boiler Feed Water) dan udara yang dihembuskan.
Tabel 2. Perbandingan proses gasifikasi batubara Kategori Moving-Bed Fluid-Bed Entrained-Flow Tipe Proses Lurgi Winkler, HTW Shell, Texaco Ukuran feeed 6-50 mm 6-50 mm <0,1 mm Kualitas feed Semua Rendah Semua Kebutuhan O 2 Rendah Rendah Tinggi Suhu gas output 425-650 o C 900-1050 o C 1050-1600 O C
Gambar 1. Block flow diagram pembuatan metanol dari batubara.
Tabel 3.
Perbandingan proses sintesa metanol dari syngas Spesifikasi Lisensor ICI Lurgi Tekanan (bar) Suhu ( o C) 50-100 220-280 40-100 220-280 Karakteristik Jumlah Reaktor Pendinginan Quench 1 Cold Quench Shell and Tube 1 Cooling Water Konversi (%) 90 90 Ukuran Pabrik (Bbl/day) 400-20.000 1200-20.000 CAPEX ($) 1534,2 2007 OPEX ($) 162,7 253,2
Setelah pendinginan akhir dengan udara atau air pendingin, syn  gas dikompresi  dengan single  casing  -  syngas/recycle compressor kurang  lebih  80  bar.  Kombinasi single  casing compressor menguntungkan  karena  adanya  tekanan  tinggi pada  aliran  masuk syngas dan  rendahnya  rasio recycle methanol  sintesis. Synthesis  loop meliputi  : recycle compressor,  feed/effluent  intercharger,  methanol  reactor, final dan methanol  separator .  Pada  reaktor  metanol  proses Lurgi, digunakan katalis berbasis tembaga yang dipasangkan pada  tabung  vertikal  dengan  dialiri  boiling  water disekelilingnya. Reaksi  terjadi pada keadaan hampir dibawah kondisi isothermal .  Pengontrol  temperatur  pada  reaksi tersebut dilakukan dengan mengatur tekanan yang dihasilkan oleh  steam  tekanan  tinggi.  Karena  panas  reaksi  berpindah secara langsung, synthesis loop dijalankan pada rate recycle rendah. Methanol yang dihasilkan sebanyak 1,2 kg/L katalis yang diperlukan. Kondisi reaksi isothermal dan seleksi katalis dapat  menahan  pembentukan by  product hingga  mendekati level  yang  rendah.  Sebagian recycle gas dibuang  untuk menghilangkan  inert.  Metanol  dipisahkan  dari  produk  gas dan  dilakukan  distilasi.  Pada  sistem  energi saving  three column ,  by  product  dengan  titik  didih  rendah  dan  tinggi dihilangkan  [2].  Perbandingan  proses  sintesa  methanol  dari syngas tertera pada Tabel 3.
Dari beberapa perbandingan dari aspek teknis dan eknomi, serta kelebihan dan kekurangan masing-masing proses, maka terpilih  teknologi  sintesa  metanol  dari  syngas  oleh  Lurgi. Dengan berdasarkan beberapa alasan untuk pemilihan lisensi yaitu  :  Desain  reaktor  yang  sederhana  sehingga  tidak membutuhkan  kontrol  suhu  yang  rumit,  Jenis  reaktor  yang digunakan  shell  and  tube,    dan  pendingin  menggunakan boiling feed water yang mengalir di dalam shell , maka dapat menyerap  panas  yang  dihasilkan  reaksi  di  dalam  tube  yang berisi katalis, sehingga reaktor dapat lebih mempertahankan
temperaturnya,  Katalis  CuO-ZnO  berstruktur  sangat  baik ( well-defined  structural )  yaitu  susunan  elektron  yang mendukung  keaktifan  katalis  dan  selektifitas  tinggi  pada metanol,  Menghasilkan  steam  bertekanan  sedang  sampai tinggi yang memberikan solusi bagi penghematan energi dan steam  ini  digunakan  untuk  pemanasan  umpan  reaktor.  dan dari  perolehan  steam    tersebut  dapat  meringankan  beban boiler untuk menghasilkan steam.

## II. URAIAN PROSES
Gasifikasi  batubara  adalah  proses  konversi  batubara menjadi  gas  ( syngas )  melalui  oksidasi  parsial.  Untuk melakukan  proses  gasifikasi  sendiri  perlu  adanya pre- treatment dari  batubara  dengan  penyesuaian  kondisi  bahan baku  dan  operasi  yang  diinginkan  oleh  proses  gasifikasi. Setelah proses pre-treatment atau feed preparation , batubara akan  mengalami  proses  gasifikasi  yang  kemudian  akan terkonversi menjadi syngas yang perlu dikondisikan kembali sebelum  masuk  ke  proses  sintesa  metanol.  Setelah  proses sintesa  metanol,  selanjutnya  metanol  mengalami  purifikasi hingga sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Blok flow diagram pembuatan  methanol  dari  batubara  tertera  pada Gambar 1.

## A. Feed Preparation
Proses  awal  gasifikasi  dimulai  dari feed  preparation dimana  batubara  dari feed  stock semi  terbuka  dengan  tipe fixed conical roof , batubara akan dilakukan berbagai macam perlakuan agar sesuai dengan kondisi yang diperlukan dalam reaktor gasifier (R-110). Awalnya batubara dari feed stock (F- 111) diangkut menggunakan belt conveyor (J-112 A) menuju hammer mill (C-113), di sini terjadi proses size reduction dari 50  mm  menjadi  0,  1  mm.  Kemudian  batubara  yang  telah dihancurkan  disaring  menggunakan screener (A-114), batubara  yang masih oversized diangkut  oleh belt  conveyor (J-112 B) dan (J-112 C) dengan bantuan bucket elevator (J- 115)  untuk  dihaluskan  kembali.  Batubara  yang  sudah berukuran 0,1 mm diangkut oleh screw conveyor (J-116 A) untuk  dialirkan  menuju  bin pulverized  coal (F-117)  untuk ditampung  sementara  sebelum  masuk  ke  tangki  pencampur
Gambar 2. Unit proses feed preparation.
Gambar 3. Unit proses gasifikasi.
( mixer )  (M-118).  Pada  tangki  pencampur  ini,  batubara dicampur  dengan  air  untuk  membentuk slurry dengan perbandingan  massa  air  dan  batubara  sebesar  3:7. Pencampuran  ini  bertujuan  untuk  mempermudah  reaksi devolatilisasi  di  dalam gasifier sehingga  gas-gas  ringan mudah menguap di dalam gasifier . Setelah keluar dari tangki pencampur  diumpankan  ke  dalam gasifier dengan  pompa slurry jenis membrane  pump (L-119).  Pompa  ini  akan menaikkan  tekanan  dari  slurry  batubara  hingga  tekanan menjadi  35  bar.  Tekanan  ini  disesuaikan  dengan  tekanan operasi dari gasifier [3]. Unit proses feed preparation tertera pada Gambar 2.

## B. Gasifikasi
Setelah  tahap size  reduction dan  proses slurry ,  batubara dimasukkan dalam gasifier melalui injector nozzle gasifier di bagian  atas  sehingga  tumbukan  partikel  jadi  lebih  banyak. Gasifier (R--110)  yang  digunakan  berjenis entrained  flow dengan tipikal proses Texaco [4]. Gasifier ini berkerja pada kondisi  temperatur  1200 o C  dan  tekanan  35  bar.  Hal  yang membedakan gasifier Texaco  dengan  lainnya  adalah penggunaan  temperatur  yang  tinggi  untuk  meminimalkan gas-gas  ringan,  menghilangkan  tar,  sekaligus  memperbesar yield dari syngas .
Pada  gasifier  terjadi  berbagai  macam  reaksi  yang  dibagi menjadi tiga zona yaitu zona devolatilisasi, zona pembakaran, dan  zona  gasifikasi.  Mulanya,  batubara  akan  mengalami proses  devolatilisasi  untuk  dekomposisi  batubara  secara kimia  dengan  bantuan  panas  dan  kondisi  lingkungan beroksigen. Hasil dari devolatilisasi adalah karbon, ash, dan
gas-gas ringan. Karbon hasil devolatilisasi mengalami reaksi pembakaran dengan O 2 yang berasal dari Oxygen Plant yang sudah dikompres dengan oxygen compressor (G-311) hingga bertekanan  35  bar.  Tipe  pendinginan  pada  reactor  adalah quenching mode dimana molten slag sebagai residu dari hasil gasifikasi  didinginkan  dengan  water  bath.  Pendinginan bertujuan untuk memadatkan slag agar mempermudah dalam penyaringan.  Pada  proses  gasifikasi  terjadi  beberapa  reaksi yang terbagi menjadi zona devolatilisasi, zona pembakaran, dan zona gasifikasi.
Sebagian  besar  O 2 yang  diinjeksikan  dalam  gasifier  ini akan  digunakan  untuk  zona  pembakaran.  Panas  yang dihasilkan  dari  reaksi  ini  digunakan  untuk  menyediakan panas  untuk  reaksi  devolatilisasi.  Hasil  dari  reaksi  2  dan  3 dapat diatur dengan mengatur rate O 2 . Jika rate O 2 berlebih maka makin banyak CO 2 yang terbentuk namun jika rate O 2 yang diberikan kurang, maka CO yang terbentuk akan makin banyak.  Reaksi  boudouard  yang  merupakan  reaksi endotermis  dan  lebih  lambat  jika  dibandingkan  pada  reaksi pembakaran  pada  temperatur  yang  sama.  Reaksi  water-gas merupakan reaksi utama pada gasifikasi batubara karena pada reaksi ini dihasilkan syngas H2 dan CO beserta dengan CO2 sebagai hasil samping. Selain reaksi water gas, terdapat pula reaksi  steam  methane  reforming  yang  menghasilkan  gas hydrogen  dengan  komposisi  lebih  banyak  daripada  reaksi water gas. Dan yang terakhir, pada zona gasifikasi dihasilkan pula  reaksi  samping  metanasi  yang  menghasilkan  metana dalam jumlah yang sedikit.
Karbon (char) yang tidak bereaksi pada zona gasifikasi dan semua  ash  turun  sebagai  slag  di  bagian  bottom  sedangkan syngas yang keluar dari gasifier akan disaring menggunakan scrubber  (H-122)  dimana  slag  hasil  saringan  dialirkan menuju  solid  waste,  dan  syngas  bebas  impurities diumpankan  menuju  water  gas  shift  reactor.  Syngas  lalu diumpankan  ke  water-gas  shift  reactor  (R-120)  agar mengubah  CO  menjadi  CO2  sehingga  rasio  syngas  H2/CO yang diharapkan setelah proses water gas shift sebesar 3 [5]. Unit proses gasifikasi tertera pada Gambar 3.

## C. Gas Clean Up and Conditioning
Syngas  yang  dihasilkan  oleh  gasifier  masih  mengandung berbagai senyawa kimia yang berbahaya bagi katalis reaktor metanol  apabila  tidak  dilakukan  pre-treatment  sebelum
Gambar 4. Unit proses gas clean up and conditoning.
Gambar 5. Unit proses methanol synthesis.
masuk ke reaktor metanol. Senyawa-senyawa yang dianggap mengganggu  kinerja  katalis  seperti  sulfur  harus  dilakukan proses  pemisahan.  Untuk  menghilangkan  sulfur,  maka senyawa  sulfur  dalam  bentuk  COS  dirubah  menjadi  H 2 S terlebih  dahulu  menggunakan  reaktor  COS  hydrolizer  (R- 130) dengan bantuan alumina aktif. Konversi COS menjadi H 2 S dilakukan karena senyawa COS tidak dapat dihilangkan dengan  adsorben  ZnO.  Lalu  sulfur  berupa  H 2 S  dihilangkan pada  unit  pemisahan  senyawa  sulfur  yakni  pada  tangki desulfurisasi (D-140A/B).
Diharapkan  aliran  syngas  yang  keluar  dari  tangki desulfurisasi  mengandung  H 2 S  dengan  kadar  <0,1  ppm. Apabila  H 2 S  lebih  dari  0,1  ppm  maka  kinerja  dari  katalis reaktor metanol akan terganggu. Penambahan ZnO ini sesuai dengan  banyaknya  H 2 S  yang  masuk  dimana  penambahan ZnO  dilakukan  secara  berlebih  agar  reaksi  kesetimbangan bergeser  ke  arah  pembentukan  produk  [6].  Gambar  4 menunjukkan unit proses gas clean up and conditioning.

## D. Methanol Synthesis
Syngas  dimasukkan  ke  dalam  methanol  reactor  (R-210). Reaktor  ini  berupa  multi  tubular  fixed  bed  reaktor menggunakan  katalis  berbasis  tembaga,  dimana  pada umumnya  digunakan  katalis  CuO/ZnO/Al 2 O 3 dengan formula yang digunakan sebagai berikut : Copper Oxide 60 - 70%, Zinc Oxide 20 – 30%, dan Alumina 5 – 15 %. Reaktor tersebut  dapat  disebut  juga  catalyst  filled  tubular  reaktor karena katalis tersebut dipasang didalam tube - tube vertikal dalam  reaktor,  dimana  kemudian  syngas  dialirkan  pada bagian  tube  sehingga  melewati  bed  katalis  tersebut.  Untuk mempertahankan suhu agar sesuai dengan suhu reaksi yaitu 250 o C,  maka  pada  bagian  shell  dialirkan  cooling  water. Selanjutnya  produk  yang  masih  berupa  gas  didinginkan  di crude methanol cooler (E-213). Hasil pendinginan ini berupa fase  campuran  liquid  dan  vapor  sehingga  perlu  dipisahkan dengan  methanol  separator  (H-220)  untuk  memisahkan metanol  dengan  gas-gas  inert  dan  syngas  yang  belum bereaksi.  Kemudian  aliran  liquid  keluaran  separator  yang kaya  akan  metanol  menuju  kolom  distilasi  [6].  Unit  proses methanol synthesis tertera pada Gambar 5.

## E. Methanol Purification
Produk  crude  methanol  kemudian  dimurnikan  dengan menggunakan  dua  kolom  distilasi  (D-230)  dan  (D-240). Kolom distilasi pertama bertujuan untuk menghilangkan gas- gas inert yang masih terikut dalam aliran crude metanol. Low boiling  by  product seperti  metana  dan  nitrogen  dipisahkan dari  raw  metanol  pada  kolom  distilasi  I  (D-230).  Kolom distilasi  I  (D-230)  menggunakan  sieve  tray.  Kolom  ini bekerja  pada  tekanan  sekitar  5  bar  dengan  suhu  sekitar 106,9  C  pada  kolom  bagian  atas  dan  124,7  C  pada  bagian bawah kolom. Hasil atas berupa gas dialirkan menuju tangki refluks  dan  dibuang  ke  flare  dan  sebagian  dikembalikan  ke kolom  untuk  menampung  metanol  yang  ikut  teruapkan  di bagian atas.
Hasil produk bawah berupa metanol yang telah bebas gas- gas  ringan  dengan  kandungan  metanol  sekitar  75  wt.% (sisanya  air)  diumpankan  ke  kolom  distilasi  II  (D-240). Menara kedua ini menggunakan sieve tray. Kolom ini bekerja pada tekanan 2 bar dengan suhu sekitar 73,19  C pada kolom bagian atas dan 120,1  C pada bagian bawah kolom. Produk dari  kolom  distilasi  II  (D-240)  adalah  metanol  yang  keluar dari  bagian  atas  menara,  dikondensasikan  dalam  kondensor (E-242).  Sebagian  metanol  dikembalikan  ke  kolom  dan sebagian  dialirkan  menuju  methanol  storage  (F-247),  untuk
Gambar 6. Unit proses methanol purification.
Gambar 7. Grafik break even point (BEP).
Tabel 4. Hasil Perhitungan Analisa Ekonomi No. Keterangan Jumlah 1. Biaya Tetap (FC) Rp 406.280.495.531,18 2. Biaya Variabel (VC) - Bahan Baku Rp 1.697.023.938.519,6 - Utilitas Rp 383.781.846.728,9 - Royalty Rp 69.778.517.587,07 Total Biaya Variabel (VC) Rp 2.150.584.302.835,6 3. Biaya Semivariabel (SVC) - Gaji Karyawan Rp 44.820.000.000 - Pengawasan, 3% TPC Rp 104.667.776.380,61 - Pemeliharaan dan Perbaikan Rp 159.952.950.996,53 - Operating Supplies Rp 19.194.354.119,58 - Laboratorium Rp 4.930.200.000 - Pengeluaran Umum Rp 453.560.364.315,97 - Plant Overhead Cost Rp 244.224.811.554,75 Total Biaya Semivariabel (SVC) Rp 1.031.350.457.367,44
4. Total Penjualan (S) Rp 5.093.216.128.000 Rp- Rp1.000.000,00 Rp2.000.000,00 Rp3.000.000,00 Rp4.000.000,00 Rp5.000.000,00 Rp6.000.000,00 0% 20% 40% 60% 80% 100% Nilai Uan g ( Ru p iah ) Kapasitas Biaya Tetap Pengeluaran Total Penjualan Total BEP =
kemudian  seluruhnya  ditampung  dalam  tangki  penyimpan. Gambar 6 menunjukkan unit proses methanol purification.

## III. NERACA MASSA
Berikut  merupakan  hasil  perhitungan  dari material balance pra desain pabrik Metanol dari Batubara kelas rendah dengan kapasitas feed Batubara sebanyak 195 ton/jam untuk menghasilkan produk Metanol Grade AA sebanyak 640.000 ton/tahun dan produk samping berupa solid waste sebanyak 10,573 ton/jam, waste water sebanyak 30,965 ton/jam, purge gas sebanyak 350,704 ton/jam.

## IV. ANALISA EKONOMI
Parameter utama  selain  proses  yang  digunakan  dalam pendirian  suatu  pabrik  adalah  analisa  ekonomi.  Analisa ekonomi  digunakan  untuk  mengetahui  kelayakan  suatu pabrik  untuk  didirikan.  Beberapa  aspek  yang  perlu dipertimbangkan  dalam  penentuan  laba  rugi  dalam mendirikan  pabrik  metanol  dari  batubuara  kelas  rendah  ini adalah:
1. Laju pengembalian modal ( rate of return ).
2. Waktu pengembalian modal ( pay out time ).
3. Titik impas ( break event point ).
4. Interest rate of return (IRR).
Untuk  menentukan  faktor-faktor  di  atas  terlebih  dahulu perlu diketahui [5]:

## A. Total capital investment (TCI)
Total  capital  investment adalah  jumlah  modal  yang diperlukan  untuk  mendirikan  suatu  pabrik  mulai  dari  awal
hingga  pabrik  selesai  dibangun  dan  siap  beroperasi. Total capital investment dibagi atas dua bagian, yaitu Fixed Capital Investment (FCI).  FCI  merupakan  jumlah  dari  biaya langsung/ direct cost (DC) dan biaya tidak langsung/ indirect cost (IC).  Biaya  tidak  langsung  meliputi  biaya  teknik  dan supervise,  ongkos  pemborong,  dan  biaya  tidak  terduga lainnya dan Working Capital Investment (WCI).

## B. Total Production Cost (TPC)
Total production cost (total biaya produksi) terdiri dari: Manufacturing  Cost  (Biaya  Produksi)  Yaitu  biaya  yang dikeluarkan  untuk  menunjang  operasi  pabrik  yang berhubungan  dengan  operasi  produksi  dan  peralatan  proses yang  terdiri  dari  Direct  Production  Cost  (biaya  produksi langsung), Fixed Charges (biaya tetap), Plant Overhead Cost (biaya tambahan pabrik).
General  Expenses (Biaya  Umum)  yaitu  biaya  yang dikeluarkan  oleh  pabrik  yang  berhubungan  dengan  operasi pabrik,  seperti  Biaya  administrasi  ,  biaya  pemasaran  dan distribusi, biaya penelitian dan pengembangan ( research dan development ), pajak pendapatan. Profitability. Beberapa  asumsi  yang  digunakan  dalam analisa  ini  adalah  umur  pabrik  10  tahun  dengan  kapasitas produksi sebagai berikut:
1. Tahun pertama 80%,
2. Tahun kedua samapi kesepuluh100%,
3. Pajak pendapatan 30% dari laba kotor.
Berdasarkan  perhitungan  pada  analisa  ekonomi  yang tertera  pada  Tabel  4  didapatkan  IRR  sebesar  26,80  %  dan BEP  sebesar  32,23%  dimana  POT  selama  4  tahun  7  bulan. Dengan bunga 9,95% per tahun. Pabrik diperkirakan bertahan
Gambar 8. Process flow diagram pra desain pabrik metanol dari batubara kelas rendah.
selama 10 tahun dengan lama waktu pembangunan selama 2 tahun. Operasi pabrik 330 hari/tahun dan 24 jam/hari. Grafik BEP  tertera  pada  Gambar  7.  Adapun  rincian  dari  segi ekonomi adalah sebagai berikut a. Modal Investasi : Rp 3.854.287.975.819,96 / tahun b. Biaya Produksi : Rp 3.169.019.977.360,56 / tahun c. Hasil Penjualan : Rp 5.093.216.128.000 / tahun d. IRR : 26,80 % e. BEP : 32,23 %
f. POT
: 4 tahun 7 bulan

## V. KESIMPULAN
Pabrik metanol dari batubara kelas rendah ini direncanakan akan  didirikan  di  Provinsi  Sumatera  Selatan,  tepatnya  di daerah  Kabupaten  Muara  Enim.  Pabrik  direncanakan beroperasi secara kontinyu 24 jam selama 330 hari per tahun dengan kapasitas 640.000 ton/tahun. Pembuatan metanol dari bahan baku batubara kelas rendah melalui 5 tahap inti yaitu proses feed preparation, proses gasifikasi, proses gas clean up  and  conditioning ,  proses methanol  synthesis dan  proses
methanol purification. Lisensor  yang  dipilih  yaitu  GE- Texaco dengan teknologi proses entrained flow untuk proses gasifikasi  dan  Lurgi  process  untuk  proses  sintesa  metanol. Berdasarkan  hasil  analisa  ekonomi  didapatkan  nilai  IRR sebesar 26,8% yang lebih tinggi dari suku bunga bank yaitu 9,95%  pertahun  dengan  pengembalian  modalnya  selama  4 tahun 7 bulan dan BEP pada 32,23% kapasitas maka pabrik metanol dari batubara kelas rendah layak didirikan. Process flow diagram pra desain pabrik metanol dari batubara kelas rendah tertera pada Gambar 8.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  J. J. Heckman, R. Pinto, and P. A. Savelyev, How To Produce Methanol From Coal . London: Springer. 1990.
[2]  S. Lee, Methanol Syntesis Technology . CRC Press, 1990.
[3]  A.  Hutagalung, Coal  Gasification  and  Its  Applications .  Norwich: William Andrew Publishing. 1967.
[4]  C. Ratnasamy and J. Wagner, “Water gas shift catalysis,” Catal. Rev. - Sci. Eng. , vol. 51, no. 3, pp. 325–440, 2009, doi: 10.1080/01614940903048661.
[5]  Kusnarjo, Ekonomi Teknik . Surabaya: ITS Press, 2010.