BUTENA 7
Net-Zero Ethane Cracker: Inovasi Ramah Lingkungan dalam Produksi Etilena
Etilena (H₂C=CH₂) merupakan salah satu bahan kimia terpenting di dunia karena menjadi bahan baku utama untuk berbagai produk turunan seperti polietilena, polipropilena, serat sintetis, botol plastik, film, dan bahan kimia lainnya. Namun, proses produksi etilena dengan metode steam cracking konvensional membutuhkan energi dalam jumlah sangat besar dan menghasilkan emisi karbon dioksida (CO₂). Hal ini menjadikan industri etilena sebagai salah satu penyumbang besar emisi gas rumah kaca dari sektor kimia global. Oleh karena itu, inovasi dalam teknologi cracker yang lebih efisien dan ramah lingkungan menjadi sangat penting.
Salah satu inovasi terbaru adalah net-zero ethane cracker yang dikembangkan oleh Lummus Technology. Teknologi ini dirancang untuk memproduksi etilena dalam skala besar dengan emisi karbon nol, melalui pemanfaatan hidrogen sebagai bahan bakar utama, pemulihan energi panas buang, serta pengurangan konsumsi steam.
Proses produksi etilena dalam net-zero ethane cracker dimulai dengan etana (C₂H₆) sebagai bahan baku utama karena menghasilkan rendemen etilena paling tinggi dengan produk samping paling sedikit. Etana dipanaskan bersama steam pengencer dalam fired heater hingga suhu sangat tinggi (>800 °C) dengan waktu tinggal singkat (150–500 milidetik). Pada kondisi ini terjadi reaksi dehidrogenasi endotermik:
C2H6⟶C2H4+H2
Reaksi ini menghasilkan etilena (C₂H₄) dan hidrogen (H₂) sebagai produk utama. Selain itu, terdapat reaksi samping yang menghasilkan metana (CH₄), propilena (C₃H₆), butadiena (C₄H₆), dan hidrokarbon berat:
C2H6⟶CH4+H2
2C2H6⟶C3H6+CH4+H2
Berbeda dengan teknologi konvensional yang menggunakan fuel gas berbasis karbon sehingga menghasilkan emisi CO₂, net-zero ethane cracker menggunakan hidrogen murni hasil samping dari cracking sebagai bahan bakar heater. Dengan demikian, gas buang hanya mengandung uap air dan nitrogen tanpa emisi karbon dioksida.
Selanjutnya, panas dari gas buang tidak dibuang sia-sia, melainkan dimanfaatkan kembali melalui sistem pemulihan panas. Energi ini digunakan untuk memanaskan ulang umpan etana, menghasilkan steam tekanan tinggi (SHP steam) untuk turbin kompresor, serta memenuhi kebutuhan utilitas pabrik. Gas hasil cracking segera didinginkan dengan transfer line exchanger (TLE) untuk menghentikan reaksi lanjutan yang tidak diinginkan, lalu melalui secondary TLE sebelum memasuki tahap pemisahan kriogenik.
Pada tahap pemisahan, etilena murni (>99,9%) diperoleh, sementara hidrogen dipisahkan dan digunakan ulang sebagai bahan bakar heater. Produk samping seperti metana, propilena, butadiena, dan fraksi berat turut dimanfaatkan untuk keperluan industri lain. Dengan rangkaian ini, seluruh sistem dapat mencapai operasi bebas CO₂ (net-zero).
Gambar 1. Net-Zero Ethane Cracker Process
Inovasi utama dari net-zero ethane cracker terletak pada:
Penggunaan hidrogen murni sebagai bahan bakar fired heater sehingga menggantikan fuel gas karbon dan menghilangkan emisi CO₂.
Pemulihan panas buang, yang mengurangi kebutuhan produksi steam hingga 35–40% dan meningkatkan efisiensi energi.
Air preheat, yaitu pemanasan udara pembakaran hingga >600 °C yang mampu menekan kebutuhan bahan bakar hingga 24%.
Pengendalian emisi NOx dengan teknologi Selective Catalytic Reduction (SCR), yang dapat menurunkan emisi NOx hingga 60%.
Keandalan sistem, karena hidrogen yang dihasilkan cukup untuk kebutuhan internal pabrik, dengan cadangan metana atau gas lain sebagai backup.
Dengan kapasitas produksi 1.800 kiloton etilena per tahun (KTA), teknologi ini dapat diterapkan pada skala industri besar tanpa perubahan signifikan pada unit utama selain sistem pemulihan hidrogen dan pengaturan ulang pemanfaatan panas.
Net-zero ethane cracker merupakan inovasi penting dalam upaya dekarbonisasi industri petrokimia. Teknologi ini mampu menghasilkan etilena dengan emisi CO₂ nol melalui pemanfaatan hidrogen murni sebagai bahan bakar, pemulihan energi panas buang, serta pengurangan konsumsi steam. Selain ramah lingkungan, sistem ini juga terbukti efisien, andal, dan ekonomis karena memanfaatkan teknologi yang sudah teruji.
Dengan demikian, net-zero ethane cracker tidak hanya menjadi solusi produksi etilena yang berkelanjutan, tetapi juga membuka peluang penerapan lebih luas pada cracker berbahan baku lain seperti LPG atau nafta. Hal ini menjadikannya sebagai salah satu terobosan terbesar dalam transisi energi dan pengurangan emisi industri kimia global.
