Prarancangan Pabrik Karbon Nanotube dari Metana dengan Kapasitas 18.000 Ton/tahun

Abstract

Karbon nanotube (CNT) adalah material berbasis karbon dengan struktur silinder berukuran nano yang memiliki konduktivitas listrik dan termal yang sangat tinggi. Dalam baterai lithium-ion, CNT digunakan sebagai bahan tambahan yang mampu meningkatkan kinerja elektroda. Pendirian pabrik CNT bertujuan untuk memproduksi material yang efisien, tahan lama, dan hemat energi pada skala nano. CNT memiliki berbagai aplikasi di bidang elektronik, biomedis, penyimpanan energi, dan nanoelektronika. Penggunaan CNT terbukti mampu meningkatkan performa baterai lithium-ion secara signifikan. Prarancangan pabrik karbon nanotube ini memiliki kapasitas produksi sebesar 18.000 metrik ton pertahun dengan waktu operasi 330 hari pertahun dan beroperasi selama 24 jam per hari. Bahan baku utama yang digunakan adalah metana. Lokasi pendirian pabrik direncanakan di Kabupaten Bekasi, Provinsi Jawa Barat dengan luas lahan 52.300 m2. Proses produksi dilakukan dalam reaktor tipe fluidized bed pada suhu 750 ̊C dan tekanan atmosferik. Gas metana dan nitrogen dialirkan ke unit Gas Feed Heater (GFH-01) untuk dipanaskan hingga suhu 750°C dengan bantuan pembakaran minyak bakar. Setelah dipanaskan, campuran gas dialirkan ke dalam Reaktor Fluidized Bed (R-01)yang beroperasi dengan penambahan katalis Fe/Al2O3. Di dalam reaktor ini, terjadi reaksi dekomposisi metana. Selain itu, suhu tinggi pada fluidized bed reactor yang mencapai 750 ̊C meningkatkan potensi bahaya ledakan dan kebakaran, sehingga pengendalian operasi yang ketat sangat diperlukan. Untuk mendukung proses operasional, dibutuhkan listrik sebesar 954,64 kW/bulan yang dipasok dari PLN serta didukung oleh generator cadangan. Analisis resiko pada prarancangan pabrik karbon nanotube kapasitas 18.000 ton/tahun menunjukkan bahwa tingkat risiko keseluruhan berada pada kategori rendah. Proses parameter kelayakan pendirian pabrik menggunakan analisis kelayakan ekonomi dilakukan dengan memperhitungkan keuntungan sebelum pajak sebesar Rp2.211.814.014.260 dan setelah pajak sebesar Rp.1.730.658.677.168,01. Parameter ekonomi menunjukkan nilai Return on Investment (ROI) sebelum pajak sebesar 33%, Pay Out Time (POT) selama 1,39 tahun, Discounted Cash Flow Rate of Return (DCFRR) sebesar 29%, Break Even Point (BEP) sebesar 48%, dan Shut Down Point (SDP) sebesar 19%. Berdasarkan hasil analisis tersebut, maka pabrik karbon nanotube ini layak untuk didirikan dan dioperasikan.