PRARANCANGAN PABRIK BENZENA DARI TOLUENA DAN HIDROGEN DENGAN PROSES HIDRODEALKILASI KAPASITAS 100.000 TON/TAHUN

Oleh :
Masayu Larasati Putri Darmastuti - I0522063 - Fak. Teknik

Benzena adalah senyawa aromatik dengan rumus kimia C6H6 yang digunakan dalam industri kimia sebagai pelarut dan bahan baku senyawa turunan benzena seperti etilbenzena, nitrobenzena, sikloheksana, dan lain-lain. Untuk memenuhi kebutuhan benzena di dalam negeri dan pasar ekspor, dirancang pabrik benzena dengan kapasitas 100.000 ton/tahun. Produksi setiap 1 kg benzena, dengan produk samping 0,207 kg metana dan 0,034 kg bifenil, memerlukan 1,216 kg toluena dan 0,026 kg hidrogen sebagai bahan baku. Pabrik direncanakan beroperasi di Kawasan Industri Cilegon, Banten pada tahun 2029. Benzena diproduksi melalui reaksi hidrodealkilasi antara toluena dan hidrogen di dalam multitube plug flow reactor dengan rasio umpan toluena terhadap hidrogen sebesar 1:5. Reaksi dijalankan pada suhu 660 °C dan tekanan 30 atm menghasilkan konversi 85%, dengan kondisi non isotermal non adiabatis. Agar reaksi berjalan pada keadaan tersebut, maka digunakan pendingin berupa molten salt. Produk keluaran reaktor dikondensasikan sebagian menggunakan kondensor parsial, kemudian dipisahkan dalam separator menjadi fase cair dan gas. Fase cair dipisahkan berdasarkan perbedaan titik didih melalui menara distilasi 1 yang menghasilkan benzena dengan kemurnian 99,5% sebagai hasil atas. Campuran toluene dan bifenil dipisahkan pada menara distilasi 2 menjadi toluene dengan kemurnian 98,5% sebagai hasil atas dan bifenil dengan kemurnian 99% sebagai hasil bawah. Sementara fase gas akan dipisahkan menggunakan pressure swing adsorption dengan adsorben karbon aktif menghasilkan hidrogen dan metana masing-masing dengan kemurnian 99,9%. Untuk memproduksi setiap 1 kg benzena diperlukan utilitas berupa air pendingin sebanyak 65,1 kg, udara tekan sebanyak 0,0022 m³ pada kondisi operasi 4 atm dan 30 °C, saturated steam sebanyak 0,00058 m³ pada tekanan 80 atm dan 0,00068 m³ pada tekanan 65 atm, tenaga listrik sebesar 0,181 kW, serta bahan bakar HSD (High Speed Diesel) sebanyak 0,024 L. Pabrik juga didukung oleh laboratorium yang berfungsi untuk mengontrol mutu bahan baku, produk, serta limbah cair dan gas yang dihasilkan pabrik. Selain itu, operasional pabrik didukung oleh 169 orang karyawan, yang terdiri atas 92 orang karyawan shift dan 77 orang karyawan non-shift. Hasil analisis ekonomi diperoleh, ROROI (Rate of Return on Investment) sebesar 31%, PBP (Pay Back Period) selama 2,69 tahun dan DPBP (Discounted Payback Period) selama 3,42 tahun setelah pabrik mulai beroperasi, DCFROR (Discounted Cash Flow Rate of Return) sebesar 17,77%, BEP (Break Event Point) 41,6% dan SDP (Shut Down Point) 20,31%. Berdasarkan hasil analisis ekonomi, pabrik ini layak untuk didirikan.