OPTIMASI ENERGI REBOILER PADA PROSES KARBON DIOKSIDA (CO2) REMOVAL PT. ABC MENGGUNAKAN LARUTAN BENFIELD

Abstract

Proses penyerapan karbon dioksida (CO₂) dengan larutan Benfield berbasis kalium karbonat (K₂CO₃) merupakan teknologi yang banyak digunakan pada industri gas dan petrokimia karena efisiensinya dalam menghilangkan gas asam pada tekanan tinggi. Namun, konsumsi energi pada tahap regenerasi pelarut di reboiler masih menjadi tantangan utama yang menurunkan efisiensi termal proses. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan konsumsi energi reboiler spesifik (kJ/kg CO₂) pada unit CO₂ removal PT ABC melalui pendekatan teoretis berbasis neraca massa dan energi. Optimasi dilakukan dengan memvariasikan rasio sirkulasi pelarut terhadap laju CO₂ (L/CO₂) dan selisih temperatur lean–rich (ΔT), dengan batasan efisiensi penyerapan CO₂ minimal 99%. Hasil analisis menunjukkan bahwa kondisi operasi optimum dicapai pada L/CO₂ sebesar 6 kg pelarut/kg CO₂ dan ΔT sebesar 50 °C. Pada kondisi ini, energi reboiler spesifik turun dari 3.800 menjadi 2.978 kJ/kg CO₂, menunjukkan potensi penghematan energi sebesar 21,6%. Penurunan rasio sirkulasi pelarut sebesar 31% juga berkontribusi terhadap berkurangnya beban panas sensible tanpa menurunkan efisiensi absorpsi. Secara stoikiometri, penurunan fraksi K₂CO₃ dari 21,19% menjadi 18% menurunkan pembentukan KHCO₃ hingga ±20%, sehingga energi reaksi regenerasi menurun sekitar 5%. Hasil penelitian ini menegaskan bahwa pengaturan rasio sirkulasi pelarut dan peningkatan efisiensi pertukaran panas lean–rich merupakan strategi efektif untuk menekan konsumsi energi pada proses Benfield tanpa mengorbankan kinerja pemisahan CO₂.