industri petrokimia polipropilena
Post on 08-Feb-2016
258 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
MAKALAH
PROSES INDUSTRI KIMIA
PETROKIMIA_POLYPROPILENA
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ..........................................................................................................i
BAB I PENDAHULUAN...............................................................................................1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Plastik.........................................................................................................................2
2.2 Jenis-jenis plastik
a. Sifat fisiknya .......................................................................................................3
b. Kinerja dan penggunaannya.................................................................................3
c. Berdasarkan Jumlah Rantai Karbonnya...............................................................4
d. Berdasarkan Sumbernya......................................................................................4
2.3 Arti Simbol-Simbol Pada Kemasan Plastik
1. PETE Atau PET (Polythylene Terephthalate).....................................................5
2. HDPE (High Density Polythylene)......................................................................6
3. V Atau PVC (Polyvinyl Chloride) ......................................................................6
4. LDPE (Low Density Polyethylene) .....................................................................6
5. PP (Polypropylene)..............................................................................................7
6. PS (Polystyrene) .................................................................................................7
7. OTHER Atau Biasanya Polycarbonate................................................................8
2.4 Proses Pembuatan Plastik ..........................................................................................10
Gambar 1. Flowsheet Polimer ........................................................................................12
BAB III
PENUTUP............................................................................................................13
Daftar Pustaka ................................................................................................................14
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kita sering mendengar bahwa Indonesia itu adalah surga dunia. Mengapa demikian?
Karena Indonesia dikaruniai sumber daya alam yang melimpah dan didukung dengan sumber
daya manusia yang berkompeten. Selain kekayaan alam diatas daratannya yang merupakan
paru-paru dunia, kekayaan dibawah daratan Indonesia juga melimpah dengan sumber bahan
bakar fosilnya yang berupa minyak dan gas. Sumber daya alam inilah yang menjadi target
mengapa negara asing ingin mendapatkan ataupun memecah belah Negara Kesatuan Republik
Indonesia.
Dari sumber daya alam sektor minyak dan gas sebenarnya cukup untuk menopang
pertumbuhan perekonomian nasional, karena migas tidak hanya dapat dibakar untuk
menghasilkan energi. Namun dari migas dapat menghasilkan berbagai produk melalui industri
pertrokimia.
Petrokimia adalah bahan-bahan atau produk-produk yang dihasilkan dari minyak dan gas
bumi. Sedangkan Indusrtri petrokimia yaitu industri yang berkembang berdasarkan suatu pola
yang mengkaitkan suatu produk-produk industri minyak bumi yang tersedia, dengan kebutuhan
masyarakat akan bahan kimia atau bahan konsumsi dalam kehidupan sehari-hari.
Pertamina adalah perusahaan petrokimia lokal terbesar di Indonesia. Secara umum Industri
petrokimia dibagi menjadi dua bagian besar yaitu :
a. Industri Petrokimia Hulu (Upstream Petrochemical Industry)
Mengolah produk produk primer menjadi produk setengah jadi (produk antara).
Contoh : Methanol, Etilena, Propilena, Butadina, Benzena, Toluena, Xylena, Fuel
Coproducts, Pyrolisis Gas olina, Pirolisis Fuel Oil.
b. Industri Petrokimia Hilir (Downstream Petrochemical Industry)
Yaitu industri yang menghasilkan produk petrokimia yang sudah berupa produk akhir
atau produk jadi.
Contoh : Seperti plastik, karet sintetis, nilon dll.
Untuk memperoleh produk petrokimia, diperlukan 3 tahapan, yaitu:
1. Mengubah minyak dan gas bumi menjadi bahan dasar petrokimia.
2. Mengubah bahan dasar menjadi produk setengah jadi, dan
3. Mengubah produk setengah jadi menjadi produk akhir.
Untuk memperoleh bahan baku produk petrokimia, dibutuhkan bahan baku yang berasal
dari kilang minyak yang berupa nafta, kerosin, gas oil, fuel oil dll. Sedangkan bahan baku dari
lapangan gas bumi seperti : Metana (CH4), etana (C2H6), propana (C3H8), butana (N-C4H10) dan
kondensat (C5H12 – C11H24).
Adapun produk petrokimia berdasarkan proses pembentukan dan pemanfaatannya dapat
dibagi atas 4 jenis, yaitu:
1. Produk dasar, adalah gas CO dan H2 sintetik, etilena, propilena, dll.
2. Produk antara, adalah amonia, inetanol, carbon black, urea, etil alkohol, dll.
3. Produk akhir antara lain adalah urea, carbon black, formaldehida, asetilena, poli etilena,
poli propilena, poli vinil klorida, dll.
4. Produk jadi. Pada umumnya berupa barang-barang atau bahan-bahan yang dalam
kehidupan kita sehari-hari banyak dipakai di rumah tangga, peralatan plastik untuk
industri mobil dan pesawat terbang, plastik untuk produk-produk elektronik dan
telekomunikasi dll.
Industri petrokimia dibagi menjadi 3 kelompok dari bahan dasarnya, yaitu :
1. Gas sintetis disebut (syn-gas) yang merupakan campuran karbon monoksida (CO) dan
hidrogen (H2). Syn-gas dibuat dari reaksi gas bumi atau LPG melalui proses yang disebut
stean reforming atau oksidasi parsial menghasilkan dihasilkan urea, ammonia, methanol
dan sebagainya. Produk terbesar dari petrokimia jenis ini adalah urea yang sangat
dibutuhkan dalam pertanian dan industri.
2. Petrokimia berbahan dasar Aromatic. petrokimia berbasis aromatic menghasilkan
benzene, toluene, paraxylena dan sebagainya. Dalam kehidupan kita sehari hari, produk
akhirnya diantaranya dalam bentuk obat obatan, pestisida, lem/perekat dan sebagainya.
3. Petrokimia berbahan dasar Oelofin, menghasilkan etilen beserta produk turunannya.
Butadiena dan Propilena dengan produk turunannya seperti gliserol, isopropyl alcohol
dan poli propilena yang digunakan sebagai tali dan karung plastik. bahan ini lebih kuat
dari poli etilena.
B. Rumusan Masalah
Luasnya cakupan mengenai petrokimia berdasarkan kelompok-kelompok industri
petrokimia, sumber bahan baku petrokimia, maupun berdasarkan proses pembentukan dan
pemanfaatan produk petrokimia, berdasarkan data-data tersebut. Kelompok berusaha untuk
menjelaskan bagaimana proses produk polypropilena pada industri petrokimia itu berlangsung.
C. Tujuan Makalah
Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini, mengharapkan mahasiswa mampu memahami dan
menjelaskan, diantaranya :
a. Mengetahui pengertian petrokimia dan industri petrokimia
b. Mampu menjelaskan pengertian upstream petrochemical industry dan downstream
petrochemical industry.
c. Mengetahui tahap-tahap untuk memperoleh produk petrokimia
d. Mengetahui proses pembuatan polypropilena
e. Mengetahui produk dari polypropilena
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Pengertian Polipropilena
Polipropilena atau polipropena merupakan polimer termoplastik yang terbentuk dari
monomer C3H6 berasal dari pemurnian minyak bumi. Digunakan pada banyak keperluan baik
dalam industri maupun kemasan makanan. Polipropilena ini digunakan baik sebagai plastik
maupun serat. Bahan ini merupakan bahan yang relatif murah, mudah dibentuk, ketahanan
rendah dengan tampilan luar yang baik. Permukaan material ini seperti lilin dan mudah digores.
Kekakuan dan kekuatan biasanya ditingkatkan dengan menggunakan bahan penguat dari gelas,
kapur atau talc. Bahan ini buram tetapi bahan ini dapat diwarnai dengan banyak macam warna.
Polipropilena sama dengan HDPE tetapi lebih kaku dan meleleh pada suhu 165-170ºC.
Sifat-sifat dari polipropilena yaitu :
1. Bersifat ringan dan memiliki densitas yang rendah
Polymer Melt Index Density (gr/ml)
LDPE (Low Density
Polyethylene)
0.2 - 20.0 0.916 - 0.930
HDPE (High Density
Polyethylene)
0.2 - 25.0 0.950 - 0.960
Polypropylene 2.0 - 50.0 0.910 - 0.928
·
2. Tahan terhadap tekanan tinggi karena titk lelehnya sekitar 165-170ºC
3. Memiliki sifat dielktrik yang baik
4. Tahan terhadap suasana basa dan asam, pelarut organik tetapi kurang tahan terhadap
pelarut aromatik, alifatik dan yang mengandung klor juga terhadap sinar UV
5. Tidak beracun
6. Tidak berwarna
7. Mudah diproduksi dan merupakan material yang ekonomis
Umumnya polipropilena yang biasa digunakan adalah polipropilena isotaktis dimana semua
gugus metil berada pada sisi yang sama dalam rantai polimer, yang digambarkan seperti:
Gambar 1. Isotic polypropulena
Polimer polypropilene (PP) dengan struktur (C3H6)n merupakan polimer jenis
termoplastik. Termoplastik merupakan jenis plastik yang menjadi lunak jika dipanaskan dan
akan mengeras jika didinginkan dan proses ini bisa dilakukan berulang kali. Selain itu PP
mempunyai titik leleh yang rendah di bandingkan polimer lain (polimer termoseting) yaitu
sekitar 130–171 °C.
f. Sifat Fisik
Polypropylene dengan kristalinitas yang tinggi memberikan kekuatan tarik, kekauan serta
kekerasan yang tinggi. Pada suhu ruang, daya renggang dan kekakuan sama dengan sifat
polyethylene bermassa jenis tinggi, tetapi sifat itu berubah pada suhu yang lebih tinggi. Tahan
terhadap kelembaban dan karena mempunyai berat jenis rendah maka bersifat kenyal, tidak
mudah sobek, dan tahan terhadap kelembaban. Titik leleh polypropylene isotaktik murni adalah
176 oC, sedangkan ataktik dan sindiotaktik mempunyai titik leleh kristal 165-170 oC, sangat
tahan terhadap suhu yang sangat dingin, dan tetap kuat sampai suhu -100 oC. Panas fusi
propylene isotaktik dilaporkan sebesar +88 J/g (+21 kal/g) sedangkan panas kristalisasi
polypropylene terbesar diperoleh pada rentang +87 s/d +92 J/g.
Polypropylene sindiotaktik memiliki titik leleh akhir pada 174oC dan panas fusi sebesar +105
J/g (+25,1 kal/g). Kedua sifat tersebut memiliki nilai yang lebih rendah daripada polypropylene
isotaktik. Panas fusi polimer yang dibuat dengan katalis metalosena dilaporkan sebesar +79 J/g
(19 kal/g).
g. Sifat kimia
Polypropylene tidak mudah larut dalam air, pelarut organik polar, dan pelarut golongan
alkali. Namun jika dilarutkan dalam pelarut organik non polar seperti renggang dan
fleksibilitasnya. Polypropilene direduksi oleh zat-zat oksidator kuat seperti asam klorosulfonik,
oleum 100%, gas asam nitrit, dan gas halogen. Asam sulfanik 98% dan hydrogen peroksida 30%
menyebabkan efek yang kecil pada struktur molekulnya tetapi pada suhu 60 oC atau lebih akan
terdegradasi. Kepekaan polypropylene yang sangat besar terhadap kerusakan karena fotooksida
disebabkan oleh adanya sejumlah besar atom hydrogen tersier di dalam molekul polypropylene,
sedangkan untuk pengaruh cahaya polypropylene peka terhadap oksidasi yang disebabkan oleh
cahaya. Ketahanannya dapat diperbaiki dengan zat-zat antioksidan dan penyerap radiasi atau
penstabil sinar UV.
Gambar
2.Gugus
Polipropilena
Polipropena adalah hasil polimerisasi propena. Polimerisasi adalah pengabungan molekul-
molekul sejenis menjadi molekul raksasa sehingga berantai karbon sangat panjang. Molekul yang
bergabung disebut monomer – monomer. Sedangkan molekul raksasa yang terbentuk disebut
polimer.
nCH2 = CH – CH2 → (- CH2 – CH -)n CH3
B. Bahan Baku
A. Bahan Baku Utama
Propylene
Propylene adalah senyawa hidrokarbon yang umum digunakan sebagai bahan baku induk
(feedstock) untuk pembuatan produk polypropylene, asam akrilat, propylene oxide, akrilonitril,
isopropyl alcohol, kumena, heptena.
B. Bahan Penunjang
1. Katalis
Katalis yang biasa digunakan adalah TiCl4. Contoh katalis yang digunakan dalam industri
adalah SHAC (Shell High Activity Catalyst) 201 yaitu terdiri dari TiCl4 (30% berat) dan white
mineral oil (60-75%). White mineral oil berfungsi untuk melindungi kompleks TiCl4 dari kontak
dengan udara lembab atau uap air karena TiCl4 sangat reaktif terhadap air. Wujud katalis berupa
slurry (padatan tersuspensi dalam minyak) sehingga memungkinkan katalis dapat dialirkan ke
dalam reaktor.
2. Kokatalis
Kokatalis berfungsi sebagai pembentuk kompleks katalis aktif sehingga mempermudah
terjadinya polimerisasi. Kokatalis yang digunakan adalah TEAL (Tri Etil Alumunium, (C2H5)3
Al. TEAL yang berwujud cairan pada kondisi ruang, bening, dan tidak berwarna. TEAL bersifat
phyrophoric, yaitu sangat reaktif terhadap udara dan air sehingga semua peralatan penyimpanan
da pemrosesan TEAL harus bebas oksigen dan air. Laju alir TEAL yang diumpankan ditentukan
oleh rasio katalis terhadap kokatalis dalam reaktor.
3. Selectivity Control Agent (SCA)
Selectivity Control Agent (SCA) berfungsi untuk mengatur kecenderungan rantai isotaktik
dalam polimer dengan cara mematikan sisi aktif katalis yang menghasilkan resin ataktik. SCA
yang cocok untuk SHAC adalah Normal Para Tri Metoksi Silane (NPTMS).
4. Hidrogen
Hidrogen berfungsi sebagai terminator akhir reaksi polimerisasi sehingga diperoleh
polimer dengan panjang rantai dan berat molekul tertentu. Panjang pendeknya rantai yang
terbentuk dapat dilihat dari kekentalan aliran produk (melt flow). Semakin panjang rantai
molekul polipropilen, melt flow-nya akan semakin kecil. Melt Flow diatur dengan menentukan
rasio gas hydrogen yang masuk ke dalam reactor. Apabila meltflow produk yang diinginkan
tinggi, laju gas hydrogen diperbesar. Selain digunakan dalam sistem reaksi, hydrogen digunakan
dalam reaksi hidrogenasi dalam pemisahan metil asetilen dan butadiene pada sistem pemurnian
Propylene.
5. Nitrogen
Nitrogen pada Polypropylene Plant dibagi menjadi dua macam, yaitu nitrogen bertekanan Tinggi
(40 kg/cm2) dan nitrogen bertekanan rendah (7,8 kg/cm2). Nitrogen bertekanan tinggi digunakan
dalam sistem reaksi,, yaitu untuk menjaga kestabilan tekanan dan temperature di dalam reactor,
sebagai gas pembawa katalis dan membantu terjadinya fluidisasi di dalam reactor, dan sistem
pemurnian propylene. Nitrogen bertekanan rendah digunakan untuk sistem aditif, slurry feed
tank, pembawa propilen dalam vent recovery system pada resin degassing. Nitrogen digunakan
karena bersifat inert (tidak bereaksi) sehingga tidak mengganggu reaksi polimerisasi.
6. Karbon Monoksida (CO)
Reaksi polimerisasi merupakan reaksi yang menghasilkan panas (eksotermik). Jika
temperatur di dalam reaktor melampui temperatur pelelehan, resin dalam unggun akan saling
melekat dan membentuk lembaran hingga dapat membuat keseluruhan unggun menjadi
gumpalan padat (chunk). Jika temperatur terus naik, lembaran tersebut akan memadat dan
membesar. Penghentian reaksi dilakukan lewat suatu sistem yang disebut kill system. Kill system
bekerja dengan menyuntikan racun katalis ke dalam reaktor lewat aliran gas siklus. Racun yang
dipakai pada kill system adalah gas CO (karbon monoksida).
7. Aditif
Aditif ditambahkan guna mendapatkan produk polypropylene tertentu yang diinginkan,
berbentuk serbuk padatan dan cairan, ditambahkan pada resin sebelum proses pelleting.
C. Mekanisme Reaksi
Reaksi polimerisasi pertumbuhan rantai terdiri dari 3 tahapan, yaitu : inisiasi, propagansi dan
terminasi. Sebelum terjadi tahapan reaksi ini, katalis TiCI4 diaktifkan terlebih dahulu oleh ko-
katalis AI(C3H5) sehingga akan terbentuk pusat aktif (active center) katalis seperti reaksi berikut
ini :
Gambar 3. Reaksi polimerisasi Propilen menjadi polipropilen
1. Reaksi Inisiasi
Setelah katalis diaktifkan oleh ko-katalis membentuk radikal bebas Ti, maka monomer
propilen akan menyerang bagian aktif ini dan berkoordinasi dengan logam transisi, selanjutnya ia
menyisip antara metal dan grup alkil, sehingga mulailah terbentuk rantai polipropilen.
Gambar 4. Reaksi Inisiasi
2. Reaksi Propagasi
Radikal propilen yang terbentuk akan menyerang monomer propilen lainnya terus
menerus dan mementuk radikal polimer yang panjang. Pada tahap ini tidak terjadi pengakhiran,
polimerisasi terus berlangsung sampai tidak ada lagi gugus fungsi yang tersedia untuk bereaksi.
Cara penghentian reaksi yang biasa dikenal adalah dengan penghentian ujung atau dengan
menggunakan salah satu monomer secara berlebihan.
Gambar 5. Reaksi Propagasi
3. Reaksi Terminasi
Pada tahap ini diinjeksikan sejumlah hidrogen yang berfungsi sebagai terminator.
Hidrogen sebagai terminator akan bergabung dengan sisi aktif katalis sehingga terjadi
pemotongan radikal polimer yang akan menghentikan polimerisasi propilen.
Gambar 6. Reaksi Terminasi
D. Tahapan Proses Pembuatan Polipropilena
Bahan Baku pembuatan polipropilena terdiri dari bahan baku utama dan bahan baku
penunjanng. Untuk bahan baku utama (feedstock) dari PP adalah Propena yang diambil dari
minyak bumi untuk menjadi Polipropilena. Sedangkan untuk bahan baku penunjangnya antara
lain: Katalis (Kaminsky/ Ziegler-Natta/ metallocene), kokatalis (TEAL), selectivity control agent
(NPTMS), hidrogen, nitrogen, carbon monoxide, dan aditif.
Polipropilen dapat dibuat dari monomer propilen melalui proses polimerisasi
menggunakan katalis Ziegler-Natta, Kaminsky atau katalis metallocene. Pembuatan propena
terdiri dari 4 tahap besar. Pertama, persiapan bahan baku dari minyak mentah untuk
mendapatkan monomer. Kedua, monomer mengalami polimerisasi pada produksi yang lebih
besar. Ketiga, hasil dari polimerisasi terbentuk resin – resin (pelet / butiran). Keempat, Produk
resin yang tebentuk akan diolah lebih lanjut untuk menjadi produk baru.
BAB III
PERMASALAHAN
Material(Biji Plastik) Hoper Dryer Injection
Process
PembersihanPemeriksaan
Produk
Permasalahan yang akan dibahas dalam makalah ini adalah tentang proses pembuatan
produk Botol Plastik dari polipropilena dan alat utama yang digunakan ?
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1. Proses Pembuatan Botol Plastik dari Polypropilen
Gambar.4.4. Block Diagram Pembuatan Plastik
Pertama Biji plastik dimasukkan kedalam Hopper Dryer, didalam hopper dryer ini biji
plastik akan dilelehkan, setelah meleleh atau disebut dengan melting dalam keadaan ini untuk
menghasilkan produknya dilakukan dengan cara Blow Molding. Blow Molding adalah
pembentukan material plastik dengan cara meniupkan suatu fluida (udara) kedalam
cetakan/acuan untuk membentuk suatu bentukan yang diinginkan. Blow Molding terbagi 2 yaitu:
a. Extrusion Blow Molding Yaitu dengan cara : Biji Plastik/polypropilen dicairkan
terlebih dahulu kemudian diekstrusikan menjadi batang berongga ( Parison), Parison ini
diambil dan diletakkan didalam acuan besi (cetakan) untuk disejukkan atau didinginkan,
dan udaradialirkan untuk membentuk parison menjadi botol kosong, dan bentuk yang
lainnya yang diinginkan, setelah plastik tersebut dingin, cetakan dibuka dan produk
dikeluarkan dari cetakan.
b. Injection Blow Molding yaitu dengan cara Biji plastik yang sudah dalam keadaan
melting diinjeksi kedalam kaviti dalam entuk bakalan, plastik dipindahkan kecetakan
blowing, udara ditiupkan sehinggga plastik mengembang dan menempel sesuai bentuk
cetakan, kemudian cetakan dibuka untuk pengeluaran produk.
Perbedaan dari kedua cara ini adalah pada Extrusion tidak ada injeksi terhadap melting namun
melting langsung masuk kedalam cetakan kemudian ditiupkan fluida namun pada Injeksion
Blow Molding, Melting diinjeksi sehingga membentuk bentuk yang kecil kemudian ditiupkan
kedalamcetakan agar mengikuti permukaan cetakan.
Setelah proses ini selesai maka Produk yang sudah dibentuk dibersihkan dari zat-zat
pengotor yang melekat. Kemudian diperiksa agar tidak ada produk yang bocor atau tidak jadi
masuk kedalam proses packing.
4.2. Alat Utama
Alat utama yang akan dibahas kali ini adalah Hopper Dryer.
Gambar. 4.2. Hopper Dryer
Hopper Dryer adalah suatu alat mencairkan biji plastik . Biji plastik dimasukkan ke tutup
penutup ( L ) , melewati ruang khusus dibatasi untuk pemindaian magnetik sempurna dan
memikat setiap partikel besi . Pelet / butiran kemudian lolos ke wadah ( C ) yang memegang
bahan yang dikeringkan . kemudian ( B ) akan mengalirkan panas untuk mencairkan biji plastik
yang berada pada wadah (C) kemudian masuk kedalam alat injeksi untuk mencetak produk.
BAB V
KESIMPULAN
Berdasarkan pembahasan makalah ini maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Proses injeksi plastik dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu dengan Extrusion Mold Blow
Molding dan Injection Blow Molding
2. Hopper Dryer merupakan alat pencairan biji plastik
3. Proses pembuatan plastik merupakan proses industri kimia yang paling sederhana.
4. Didalam Hopper Dryer terdapat pemindai elektromagnetik yang digunakan untuk
menarik biji besi yang ikut serta masuk dalam biji plastik.
5. Produk yang dihasilkan adalah botol plastik yang bias digunakan berulang-ulang karena
menggunakan bahan polipropilen.
top related