DESKRIPSI PROSES 2.1 Konsep Proses
Proses pembuatan polyethylene dari bahan baku ethylene dan hidrogen mendasarkan pada reaksi polimerisasi pertumbuhan rantai atau yang dikenal dengan reaksi polimerisasi adisi. Reaksi berlangsung pada fase padat-gas bersifat irreversible eksotermis.
Reaksi yang terjadi :
nCH2=CH2(g) (-CH2-CH2-)n (g) ΔH = - 22 kcal/mol
Polyethylene dibuat melalui reaksi polimerisasi adisi dengan tahapan sebagai berikut:
katalis 1060C, 20,3 bar
1. Tahap inisiasi yaitu tahap pembentukan radikal bebas dari reaksi aktivasi katalis dan reaksi terhadap monomer ethylene yang membentuk radikal bebas. H H | | CH2=CH2 – C – C * | | H H
Sumber : Fessenden dan Fessenden, 1997 2. Tahap propagasi yaitu tahap radikal bebas yang terbentuk pada inisiasi bereaksi dengan monomer ethylene membentuk rangkaian yang berkelanjutan. H H H H H H H | | | | | | | – C – C * + H2C + CH2=CH2 H – C – C – C – C – C * | | | | | | | H H H H H H H
Sumber : Fessenden dan Fessenden, 1997 3. Tahap terminasi yaitu tahap penghentian reaksi antara dua radikal bebas.
H H H H H H H H | | | | | | | | – C – C * + – C – C * – C – C – C – C – | | | | | | | |
H H H H H H H H
Sumber : Fessenden dan Fessenden, 1997 Mekanisme reaksi pada polimerisasi polyethylene dapat digambarkan sebagai berikut:
1. Pembentukan active site
R Cl Ro R Cl Ro R Ti Al Cl R Al Cl Ti +
Sumber : Material Training PT Lotte Chemical Titan Nusantara Active site dibangun melalui alkilasi titanium oleh senyawa organoalumunium.
2. Proses Perambatan (Propagasi)
Polimerisasi ethylene pada active site : Propagasi dengan absorbsi ethylene pada active site.
Sumber : Material Training PT Lotte Chemical Titan Nusantara CH2 CH2 R’ R’ Ro R CH2 + Cl Al Ti Cl R R’ CH2 CH2 R’ CH2 CH2 Cl Ti CH2 CH2 + Cl Ti OR OR R’ CH2 CH2 Cl Ti + CH2 Cl Ti CH2 CH2 CH2 R OR OR CH2 Cl Ti CH2 (CH2)n CH2 R’ OR
Kehadiran OR membuat katalis kehilangan pengikat sehingga mereduksi aktivitas katalis
3. Polimerisasi ethylene pada active site
Sumber : Material Training PT Lotte Chemical Titan Nusantara Penghentian dari reaksi polimerisasi. Pada tahap ini H2 sebagai terminator karena radikal bebas lebih reaktif terhadap H.
Reaksi dilakukan dalam sebuah reaktor fluidized bed yang dioperasikan pada temperatur 1060C dan tekanan 20,3 barg. Suhu dan tekanan tersebut dipilih mendasarkan pertimbangan berikut :
a. Katalis bekerja secara optimal pada kondisi tersebut, dimana pengaruhnya yaitu pada luas muka katalis dan konstanta laju kecepatan reaksinya. b. Jika temperatur melebihi 1060C, maka akan terjadi aglomerasi pada
reaktor namun jika kurang dari 1060C reaksi akan berjalan lambat. 2.2 Diagram Alir Proses
Produk polietilen yang dihasilkan PT. Lotte Chemical Titan Nusantara adalah jenis Linear Low Density Polyethylene (LLDPE) dan High Density Polyethylene (HDPE). Polimerisasi berlangsung pada fasa gas dengan menggunakan sebuah Fluidized Bed Reactor. Pada pembuatan polietilen proses polimerisasi yang terjadi melalui dua tahap yaitu melalui Unit Pre Polimerisasi (PPU) dan Unit Polimerisasi (PU). Sebelum dilakukan proses polimerisasi akan dilakukan proses persiapan bahan yang meliputi proses pembuatan katalis dan pemurnian bahan baku.
R’ CH2 (CH2)n CH2 CH2 Ti OR Cl + H H R’ CH2 (CH2)n CH2 H OR Cl H Ti CH2
Gambar 2.1.Blok Diagram Proses Pembuatan Polyethylene (Departemen Produksi PT. Lotte Chemical Titan Nusantara, 2013) Keterangan:
RSU (Reagent Storage Unit) = Unit Penyiapan Reagen CPU (Catalyst Preparation Unit) = Unit Pembuatan Katalis FPU (Feed Purification Unit) = Unit Pemurnian Bahan Baku PPU (Prepolymerization Unit) = Unit Prepolimerisasi
SRU (Solvent Recovery Unit) = Unit Pemurnian Solvent PU (Polymerization Unit) = Unit Polimerisasi
APU (Additive and Pelletizing Unit) = Unit Additive dan Pelletizing PBU (Product Storage and Bagging Unit) = Unit Pengemasan Produk 2.3 Langkah Proses
Proses produksi polyethylene menggunakan katalis Chromium di PT Lotte Chemical Titan Nusantara pada train 1 terdiri dari empat tahapan, yaitu:
1. Tahap Penyiapan Bahan Baku 2. Tahap Pembuatan Katalis 3. Tahap Pembentukan Produk
1. Tahap Prepolimerisasi 2. Tahap Polimerisasi
3. Tahap Penambahan Additive dan Pembentukan Pellet 4. Tahap Pengepakan
1. Tahap Penyiapan Bahan Baku
Tahap penyiapan bahan baku ethylene terdiri dari enam kegiatan, yaitu: SRU APU PU PPU CPU RSU PBU FPU
1. Penguapan ethylene menggunakan Vaporizer (7-E-350) tipe shell and tube menggunakan panas Freon untuk menguapkan ethylene.
2. Pemisahan sulfur dari ethylene menggunakan Sulphur Absorber (R-910) pada suhu 520C.
3. Pemisahan acetylene dari ethylene menggunakan Acetylene Hydrogenator (R-920) pada suhu 540C.
4. Pemisahan karbon monoksida dan oksigen dari ethylene menggunakan Ethylene Treater (R-930) pada suhu 930C.
5. Pemisahan air dari ethylene menggunakan Ethylene Dryer (R-935) dengan menggunakan katalis Molecular Sieve.
6. Pemisahan karbon dioksida dari ethylene menggunakan CO2 Absorber Treater (R-950) dengan menggunakan katalis Sodium Oxide.
Tahap penyiapan bahan baku butene terdiri dari dua kegiatan, yaitu:
1. Pemisahan air dari butene menggunakan Buthene Commonomer Dryer (R-940) dengan menggunakan katalis Molecular Sieve.
2. Pemisahan butane menggunakan panas gas ethylene yang keluar dari gas cyclone (S-400).
1) Penguapan Ethylene
Ethylene disimpan di dalam Ethylene tank (7-T-350) dengan suhu -1030C tekanan 80 mbarg. Ethylene disimpan pada fase cair. Ethylene diuapkan dari fase cair menjadi fase uap dengan Vaporizer (7-E-350). Penguapan ethylene dilakukan karena ethylene yang digunakan pada Prepoly Reactor (R-200) dan Fluidized Bed Reaktor (R-400) yaitu pada fase gas. Ethylene dipompa dengan Ethylene Pump (7-P-350) yang berada di dalam tangki menuju Vaporizer (7-E-350) tipe shell and tube pada tekanan 30 barg. Freon berada di dalam shell dipanaskan dengan cooling water panas dari proses yang berada dalam tube bawah untuk menguapkan Freon. Freon menguap keatas, panas Freon digunakan untuk menguapkan ethylene yang berada dalam tube atas. Ethylene yang telah diuapkan dialirkan menuju tahap pemisahan impuritas untuk dipisahkan dari impuritasnya.
Sulfur dipisahkan dari ethylene karena sulfur dapat mengakibatkan korosi pada peralatan operasi dan dapat mematikan aktivitas katalis Cu dan Palladium. Ethylene melewati Sulphur Preheater (E-920) sebelum memasuki Sulphur Absorber (R-910) untuk dipanaskan sampai suhu reaksi yaitu 520C.
Pemisahan sulfur dilakukan dalam Sulphur Absorber (R-910). Prinsipnya adalah mengabsorbsi sulfur dengan menggunakan solid katalis zinc oxide (ZnO) hingga kurang dari 0,01 ppm. Ethylene masuk dari bagian atas Sulphur Absorber (R-910) melewati katalis zinc oxide sehingga sulfur terabsorbsi dan kemudian ethylene yang telah bebas sulfur keluar pada bagian bawah Sulfur Absorber (R-910).
Reaksi yang terjadi adalah :
ZnO(s) + H2S(g) ZnS(g) + H2O()
Sumber : Material Training PT Lotte Chemical Titan Nusantara
3) Pemisahan Acetylene (C2H2) dari Ethylene
Acetylene dipisahkan dari ethylene di dalam Acetylene Hydrogenator (R-920) dengan prinsip hidrogenasi yaitu mereaksikan acetylene yang ada dalam ethylene dengan hidrogen sehingga menghasilkan ethylene. Katalis yang digunakan katalis palladium (Pd Catalyst). Ethylene melewati Hydrogenator Preheater (E-921) sebelum memasuki Acetylene Hydrogenator (R-920) untuk dipanaskan sampai suhu reaksi yaitu 540C.
Ethylene masuk dari bagian bawah Acetylene Hydrogenator (R-920) melewati katalis palladium dan kemudian ethylene yang telah bebas Acetylene keluar pada bagian atas Acetylene Hydrogenator (R-920). Reaksi yang terjadi adalah :
C2H2 (g) + H2 (g)
C2H4 (g)Sumber : Material Training PT Lotte Chemical Titan Nusantara
4) Pemisahan Karbon Monoksida (CO) dan Oksigen (O2) dari Ethylene Pemisahan CO dan O2 dari ethylene dilakukan dalam Ethylene Treater (R-930). CO dikurangi dengan reaksi oksidasi dengan menggunakan katalis Copper Oxide (CuO) sehingga menghasilkan CO2. Sedangkan O2 dihilangkan dengan reaksi reduksi dengan menggunakan reduktor Copper (Cu) sehingga
menghasilkan CuO. Sebelum masuk kedalam Ethylene Treater (R-930), ethylene dipanaskan menggunakan steam bertekanan rendah di dalam Treaters Preheater (E-932) hingga 930C.
Reaksi yang terjadi adalah : a. Reaksi oksidasi : katalis CuO CO CO2 + Cu b. Reaksi reduksi : reduktor Cu O2 CuO
Sumber : Material Training PT Lotte Chemical Titan Nusantara 5) Pemisahan Air (H2O) dari Ethylene
Air dipisahkan dari ethylene di dalam Ethylene Dryer (R-935) dengan menggunakan katalis Molecular Sieve. Ethylene melewati Ethylene Cooler (E-933) kemudian masuk ke Ethylene Dryer (R-935) dari bagian bawah dan kemudian ethylene yang telah bebas air keluar pada bagian atas Ethylene Dryer (R-935).
6) Pemisahan Karbon Dioksida (CO2) dari Ethylene
Pemisahan CO2 dari ethylene terjadi dalam CO2 Absorber Treater (R-950) dengan menggunakan katalis Sodium Oxide atau sering disebut dengan katalis ALCOA. Ethylene masuk ke CO2 Absorber Treater (R-950) pada bagian atas dan keluar pada bagian bawah. Setelah keluar dari CO2 Absorber Treater (R-950), diharapkan ethylene terbebas dari kandungan karbon dioksida.
1) Pemisahan Air (H2O) dari Butene
Butene disimpan dalam butene tank (7-T-240), butene mempunyai temperatur 300C dengan tekanan 1-1,5 barg dalam fasa cair. Butene tank ini di lengkapi Butene pump (7-P-240) untuk memindahkan butene ke Buthene Commonomer Dryer (R-940).
Air dipisahkan dari butene di dalam Buthene Commonomer Dryer (R-940) dengan menggunakan katalis Molecular Sieve. Butene-1 yang akan dikeringkan
masuk melalui bagian bawah Butene Commonomer Dryer dan keluar dari bagian atas. Butene yang telah dikeringkan dalam Butene Commonomer Dryer diharapkan terbebas dari kandungan air.
2) Penguapan Butene
Butene yang telah dipisahkan dari air, menggunakan pompa dialirkan menuju gas loop ethylene . Kemudian masuk ke aliran gas loop berisi gas ethylene suhu 950C yang keluar dari gas cyclone pada tahap polimerisasi. Butene diuapkan dengan menggunakan panas gas ethylene.
2. Tahap Pembuatan Katalis
Catalyst Preparation Unit (CPU), adalah unit pembuatan katalis. Katalis yang dibuat oleh PT. Lotte Chemical Titan Nusantara adalah Ziegler-Natta. Katalis Ziegler-Natta M10 digunakan dalam pembuatan LLDPE (Linear Low Density Polyethylene), sedangakan M11 digunakan dalam proses pembuatan HDPE (High Density Polyethylene). Proses pembuatan katalis Ziegler-Natta M10 sama dengan pembuatan katalis M11, perbedaan keduanya adalah jumlah electron yang dimiliki. Katalis M11 mendapatkan donor electron dari DMF (Dimetil Formamide). Namun saat ini di PT. Lotte Chemical Titan Nusantara hanya membuat katalis Ziegler-Natta M11 pada Train 1.
Katalis Ziegler-natta (M10, M11) tebuat dari pereduksian TiCl4 dan Ti(OR)4 oleh senyawa organomagnesium, yang dibentuk dari pereaksian Mg sebagai metal dengan BuCl. Mg mempunyai pelapis yang kuat sehingga akan susah bereaksi untuk memecahkan pelapis dari Mg yaitu MgO maka Mg direaksikan terlebih dahulu dengan Iodine dan kemudian Mg dapat bereaksi dangan BuCl membentuk senyawa organomagnesium. Bentuk dari campuran organomagnesium dan reduksi dari garam-garam titanium adalah larutan yang diproses dalam reaktor batch yang menggunakan normal heksana sebagai pelarut.
Semua reaksi yang terjadi, dilakukan dalam reaktor dengan suhu 80 ºC. setelah terjadi reaksi seperti diatas dalam reaktor maka dihasilkan katalis
Ziegler-natta dengan ukuran yang masih belum seragam. Setelah pereaksian selesai, maka ditambahkan sedikit air kedalam reactor yang berfungsi untuk menurunkan aktifitas dari katalis sehingga mudah untuk mengontrolnya. Setelah itu, untuk menghasilkan katalis Ziegler-natta M11 maka ditambahkan DMF kedalam reaktor.
Katalis yang terbentuk, dicuci dengan pelarut heksana. Proses ini bertujuan untuk menghilangkan sisa BuCl yang dapat membentuk fines. Keberadaan fines ini akan meningkatkan aktifitas katalis sehingga mempersulit pengontrolan laju reaksi. Sebelum tahap hydrocyclone, juga dimasukan TnOA yang berfungsi sebagai surfactan untuk mencegah pemampatan jalur yang dilalui oleh slurry katalis. Kemudian slurry katalis ini dihomogensikan atau diseragamkan ukurannya sesuai dengan ketentuan didalam hydrocyclone. Datri hydrocyclone, katalis yang ukurannya sesuai dimasukkan kedalam tangki penampung katalis dan siap dikirim ke unit prepolimerisasi Train 1. Sedangkan katalis dengan ukuran partikel kecil (fines), digunakan untuk membantu di proses penghilangan BuCl di solvent. 3. Tahapan Pembentukan Produk
Proses pembetukan produk HDPE pada Train 1 terdiri dari tiga tahapan, yaitu: 1. Tahap Prepolimerisasi dilakukan di Prepoly Reactor (R-200) pada suhu
71°C dengan tekanan 1 barg dengan sistem batch.
2. Tahap Polimerisasi dilakukan dalam Fluidized Bed Reaktor (R-400) pada suhu 106°C dengan tekanan 20,3 barg dengan sistem kontinyu.
3. Tahap Penambahan Additive dilakukan dalam Master Batch Blender (M-825) dengan mencampurkan powder polimer dan additive pada suhu 600C. Pembentukan Pellet dilakukan dalam Ekstruder (X-840) dengan dilelehkan sampai suhu 2400C kemudian melewati die plate untuk dipotong dengan cutter sehingga membentuk pellet.
1. Tahap Prepolimerisasi
Tahap prepolimerisasi dilakukan untuk membentuk sejumlah kecil polimer di sekitar katalis, hal ini dilakukan untuk memastikan bahwa partikel katalis dengan aktivasi tinggi tidak masuk ke reaktor utama, karena dapat mengakibatkan
local hot spot (panas di satu titik) dan untuk mengatur distribusi penyebaran katalis dalam reaktor fluidized bed. Prepolimerisasi dilakukan di reaktor prepolimerisasi menggunakan ethylene, katalis Chromium dan solvent membentuk slurry, kemudian slurry dikeringkan dengan prepolymer drier menghasilkan powder prepoli yang akan digunakan di tahap polimerisasi.
Tahap-tahap proses pembuatan prepolimer adalah sebagai berikut: 1) Tahap Pengisian (charging)
Reaksi prepolimerisasi ini dilakukan secara batch di dalam Prepoly Reactor (R-200). Prepoly Reactor (R-200) merupakan reaktor berpengaduk yang dilengkapi dengan jaket pendingin dan internal candle untuk memindahkan panas dari reaksi prepolimerisasi. Langkah awal n-hexane (solvent) dimasukkan ke dalam Prepoly Reactor (R-200) dengan volume awal 7 m³ yang diukur dengan menggunakan Solvent Pipette Tank, kemudian dimasukkan katalis Chromium dengan berat 408 kg untuk pembuatan blow molding polimer dan 365 kg untuk pembuatan film polimer diukur dengan menggunakan Catalyst Pipette Tank. Katalis untuk pembuatan blow molding prepolimer disimpan dalam tote bin urutan A-E dan pembuatan film prepolimer disimpan dalam tote bin urutan F-I. Sesudah katalis Chromium dimasukkan, maka TnOA dimasukkan dengan volume 7,7 L yang diukur dengan menggunakan TnOA 2nd Pipette Tank. TnOA dimasukkan apabila diinginkan produk film. Untuk membuat produk blow molding tidak menggunakan TnOA. ASA dimasukkan dalam reaktor R-200 dengan volume 1,9 L untuk mencegah terjadinya listrik statis.
Pada awal charging, agitator bergerak dengan kecepatan rendah sekitar 20 rpm. Selama charging berlangsung solvent tetap ditambahkan secara kontinue ke dalam Prepoly Reactor (R-200) sampai volume 11 m³. Setelah solvent maksimal, maka agitator akan bergerak dengan kecepatan tinggi sekitar 150 rpm. Perubahan kecepatan agitator bertujuan untuk menghomogenasikan larutan dan mempercepat reaksi prepolimerisasi.
2) Tahap Reaksi
Setelah charging selesai maka ethylene dimasukkan secara kontinyu dengan flow rate 350 kg/jam secara kontinyu sampai mencapai berat 2500 kg ke
dalam Prepoly Reactor (R-200). Ethylene masuk melalui submerge dip pipe. Pada reaksi prepolimerisasi Chromium tidak ditambahkan hidrogen untuk mengontrol melt index. Melt index dikendalikan dengan mengatur temperatur reaktor. Tekanan awal reaksi 0,2 barg dan temperatur inisiasi 50°C. Temperatur reaksi dijaga pada suhu 71°C dengan tekanan reaksi sekitar 1 barg. Prepolimer yang terbentuk mengandung 10 gr prepoli katalis berbentuk slurry. Reaksi per batch berlangsung selama 7 jam. Reaksi eksotermis maka dibutuhkan aliran Cooling Water Supply berbentuk jacket dengan suhu masuk 260C dan suhu keluar 520C untuk menjaga temperatur reaksi tetap 710C.
3) Tahap Pengeringan
Setelah tahap reaksi selesai, prepolimer slurry dialirkan ke Prepolymer Dryer (R-300) dengan membuka blow down Prepoly Reactor (R-200), dan powder prepolimer akan turun ke Prepolymer Dryer (R-300) secara gravitasi. Perubahan prepolimer dari slurry menjadi bubuk kering akan membuat prepolimer lebih mudah dan efisien dalam mengontrol rasio prepolimer yang akan digunakan di reaktor utama.
Prepolymer Dryer (R-300) dilengkapi dengan jacket pada dinding dryer dengan pengaduk tipe helical dengan diameter 1,8 m. Untuk mengurangi kandungan solvent, dialirkan nitrogen panas bersuhu 76°C dan tekanan 7,5 barg dengan flow rate 960 m3/jam yang masuk dari bagian bawah Prepolymer Dryer (R-300). Lewatnya nitrogen panas pada slurry prepolimer menyebabkan solvent menguap dan terbawa keluar dari bagian atas Prepolymer Dryer (R-300), yang kemudian akan dikompresi oleh Drying Loop Compressor (C-300) menuju Separator Drum (D-301). Nitrogen panas akan menuju ke Solvent Condenser (E-304). Vapor solvent yang terbawa akan terkondensasi dan akan terpisah di Cyclone Separator (S-304). Nitrogen akan digunakan kembali sebagai nitrogen panas dalam dryer yang sebelumnya melewati Nitrogen Heater (E-307) sebelum kembali masuk ke dalam Prepolymer Dryer. Sedangkan solvent akan tertampung dalam Cyclone Separator (S-304) dan mengalir secara gravitasi ke Cyclone Separator (S-210). Vapor solvent yang terpisah dari Separator Drum (D-301) akan dipompa dengan pompa type centrifugal menuju Cyclone Separator (S-210)
bercampur dengan kondensat solvent, setelah itu dipompa dengan pompa (P-210) type centrifugal menuju Solvent Recovery Unit.
4) Tahap Penyimpanan
Setelah 11 jam maka proses pengeringan selesai dan menghasilkan prepolimer powder yang kemudian ditansfer oleh Blower (C-310) dengan tekanan 0,5 barg menuju Prepolymer silo cyclone (S-310) untuk memisahkan nitrogen dari prepolimer powder. Selanjutnya prepolimer powder masuk ke Prepolimer silo (D-310). Prepolimer silo A (D-310) digunakan untuk menampung film prepolimer, prepolimer silo B (D-310) digunakan untuk menampung blow molding prepolimer dan prepolimer silo C (D-310) digunakan untuk menampung prepolimer yang tidak sesuai grade. Dari Prepolimer silo (D-310) prepolimer powder ditransfer oleh Blower (C-320) dengan tekanan 0,37 barg menuju Vibrating Screen (S-320) yang mempunyai multi screen dengan 3 buah screen dengan ukuran 32 mesh, 64 mesh dan 100 mesh, yang berfungsi untuk memisahkan powder dengan fines dan agglom. Selanjutnya powder mengalami pemisahan dengan gas pada Cyclone Separator (S-330).
Dari Cyclone Separator (S-330) powder ditransfer menuju Powder Reciever (D-330) dan kemudian ditransfer secara gravitasi dan perbedaan tekanan menuju Intermediate Hopper (D-340) dan selanjutnya ke Powder Primary Feeder Hopper (D-345) kemudian menuju line injeksi Secondary Feer Hopper (D-350) ke reaktor utama (R-400). Prepolimer diinjeksikan menuju reaktor utama dengan bantuan Nitrogen High Pressure (NHP) dengan tekanan 32 barg yang berfungsi sebagai gas carrier.
2. Tahap Polimerisasi
Tahap polimerisasi dilakukan untuk membentuk powder polimer. Proses polimerisasi dilakukan dalam Fluidized Bed Reaktor (R-400) yang mereaksikan ethylene, hidrogen, nitrogen, butena dan prepolimer powder. Ethylene, hidrogen, nitrogen, dan butena diinjeksikan oleh kompresor utama (C-400) dengan tekanan 22 barg dari bawah Fluidised Bed Reaktor (R-400). Prepolimer powder diinjeksikan secara bertahap dari Catalyst Injection System (D-345) dengan
bantuan Nitrogen High Pressure (NHP) dengan tekanan 32 barg yang berfungsi sebagai gas Carrier. Selama proses injeksi bahan perlu dijaga flow rate dan tekanan parsial dari tiap bahan reaksi yang masuk dalam reaktor sehingga dapat menghasilkan rate produk yang baik dan kualitas produk sesuai dengan grade yang diinginkan. Tekanan injeksi bahan kedalam reaktor ini minimal lebih besar 5 barg dari tekanan reaktor yaitu 20,3 barg, untuk mencegah terjadinya feed back dari reaktor.
Tabel 2.1 Tekanan Parsial Masing-Masing Bahan
Bahan Jenis HDPE (bar)
Ethylene 4,1
Butene-1 0,01
Hidrogen 2,69
Inert (N2) 13,5
Sumber : Display Control System Monitor
Reaksi polimerisasi terjadi secara eksotermal sehingga untuk menjaga temperatur reaktor yang konstan diperlukan penghilangan panas dari reaksi, yaitu dengan menggunakan 2 buah exchanger pada gas loop yang berfungsi menjaga Fluidized Bed Reaktor (R-400) supaya suhunya tidak lebih dari 106-1080C. Selain itu dapat juga memanfaatkan pendinginan gas hidrokarbon yang meningalkan reaktor dari bagian atas sebagai pendingin reaksi. Gas hidrokarbon yang meninggalkan reaktor akan dipisahkan dalam separator utama (S-400), fines yang terbawa oleh gas akan dikembalikan ke dalam reaktor melalui Recycle Ejector (J-400). Sedangkan gas sisa didinginkan di Primary Gas Cooler (E-400), gas yang telah dingin akan dikembalikan ke reaktor bersama dengan feed gas (ethylene, butene, hidrogen dan gas inert) melalui compressor utama (C-400). Setelah itu feed gas tersebut didinginkan kembali pada Secondary gas cooler (E-401) sebelum masuk ke dalam reaktor fluidized bed. Setelah 4 - 5 jam, diharapkan reaksi polimerisasi optimum, polyethylene diambil melalui Lateral Widrawal Lock Hopper (D-420) dari bagian samping reaktor dengan memanfaatkan Rotating Full Bar Valve pada bagian atas dan bawah hopper ini yang bekerja secara berlawanan. Dari Lock Hopper, powder polimer mengalir ke Primary Degassing (S-425) berdasarkan perbedaan tekanan.
Pada Primary Degassing (S-425) terjadi pemisahan powder polimer dengan gas hidrokarbon. Gas hidrokarbon di recycle ke reaktor oleh Recycle Gas Compresor (C-470) setelah terjadi pemisahan fines pada Recycle Gas Filter (F-426) dan oligomer dalam sistem kompresor. Polimer powder dari Primary Degasser (S-425) mengalir ke Secondary Degasser (D-430) melalui Rotary Valve (V-425) yang berfungsi untuk mengatur aliran pada degasser. Powder polimer dalam Secondary Degasser (D-430) di flushing menggunakan nitrogen dengan tekanan 3 barg untuk menghilangkan gas proses hidrokarbon yang masih tersisa. Gas tersebut meninggalkan Secondary Degasser (D-430) melalui bagian-bagian atasnya kemudian dibuang melewati Polymer Cyclone Filter (S-430) untuk memisahkan fines. Powder polimer dari Secondary Degasser ditransfer oleh Blower (C-430) yang bertekanan 0,7 barg dengan media nitrogen sebagai media transport ke Recycle Filter (F-435). Dari Recycle Filter (S-435) gas mengalir kembali ke Blower (C-430) dan untuk menjaga tekanannya terdapat make up nitrogen. Sedangkan powder polimer mengalir secara gravitasi ke Polymer Screen (S-440) untuk pemisahan agglom dan dibuang ke pembuangan. Polimer powder dalam ukuran normal ditransfer ke Final Degasser (D-440) melalui Rotary Valve (V-441). Dalam Final Degasser (D-440) terjadi penghilangan gas hidrokarbon yang terakhir dan deaktivasi sisa/residu katalis dengan fluidisasi powder polimer dengan aliran udara yang disupply Fluidisasi Air Fan (C-440). Gas fluidisasi meninggalkan bagian atas degasser dan masuk ke Cyclone Separator (S-446) sebelum ke atmosfer. Polimer yang telah diolah dari Final Degassing (D-440) mengalir ke Storage Bin (D-460) melalui Rotary Valve (V-441).
3. Tahap Penambahan Additive dan Pembentukan Pellet
Tahap penambahan additive dilakukan untuk meningkatkan kualitas pellet dengan menambahkan zat aditif pada powder polyethylene dan tahap pembentukan pellet dilakukan untuk membentuk pellet polyethylene menggunakan extruder.
Powder dengan kualitas normal dari Storage Bin (D-460) langsung masuk ke Virgin Powder Bin (H-810) dengan bantuan Blower Air Boster (C-460) yang menggunakan udara bebas sebagai media conveyingnya. Sedangkan powder kualitas tidak normal terlebih dulu disimpan dalam Virgin Powder Surge Silo
(H-800) yang selanjutnya baru dialirkan ke Virgin Powder Bin (H-810) dengan menggunakan Blower (C-800) bertekanan 0,02 barg. Dari Virgin Powder Silo (H-810) terdapat 3 line keluaran yaitu 2 line menuju Master Batch Blender (M-825) dan 1 line menuju Virgin Powder Weigh Feeder (W-810). Pada Master Batch Blender (M-825) dimasukkan additive dengan jenis yang disesuaikan dengan produk yang dikehendaki. Penambahan aditif ini bertujuan untuk menjaga kualitas pellet yang dihasilkan dari kerusakan yang disebabkan oleh pengaruh temperatur, anti slip anti oksidan dan oksidasi. Dalam Master Batch Blender (M-825) powder polimer dan aditif akan dicampur dengan menggunakan pengaduk vertical dan orbital agitator berdiameter 0,4 m dengan kecepatan 50 rpm selama 2 jam. Untuk menjaga temperatur di dalam Master Batch Blender agar tidak melebihi 600C maka dialirkan Cooling Water didinding jaket Master Batch Blender (M-825) dengan suhu masuk 260C dan suhu keluar 510C dengan debit 7500 m3/jam. Tujuan pendinginan tersebut untuk powder tidak melebihi melt point aditif (50-60 0C) sehingga saat pencampuran tidak meleleh. Selanjutnya powder dan aditif yang sudah tercampur akan dialirkan ke Master Batch Feeder (W-830). Polyethylene dari Virgin Powder Weigh Feeder 810), powder dari Master Batch Feeder (W-830) dan Rerun Pellet Feeder (W-855) secara bersama-sama masuk ke dalam