UNIVERSITAS INDONESIA
MAKALAH PETROKIMIA
INDUSTRI ETILENA DAN POLIETILENAKELOMPOK 4 ANGGOTA:
FITRI AMALIA ( 1306370581 )
IMAM TAUFIQ RAMADHAN ( 1306370612 )
MARIA ULFA ( 1306370625 )
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK 2016
i
KATA PENGANTAR
Pertama – tama kami mengucapkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas kuasa-Nya kami bisa menyelesaikan makalah ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Makalah ini dibuat atas dasar tugas mata kuliah Petrokimia dalam tema Industri Etilena dan Polietilena.
Dalam penulisan makalah ilmiah ini, banyak halangan dan rintangan yang terjadi. Kami juga berterima kasih kepada seluruh pihak yang terlibat baik secara langsung maupun tidak langsung dalam penyelesaian makalah ilmiah ini, yaitu:
1. Dosen mata kuliah pilihan Petrokimia, Bapak Yuliusman yang telah membimbing kami selama proses penulisan makalah ini.
2. Teman-teman kelompok 4
Tim penulis menyadari banyaknya kekurangan yang terdapat dalam makalah ilmiah ini. Oleh karena itu, kami meminta maaf atas semua kesalahan yang terjadi pada makalah ini. Tim penulis juga mengharapkan saran, masukan, dan umpan balik dari para pembaca untuk tulisan ini. Akhir kata kami mengucapkan terima kasih atas bantuan dari berbagai pihak dan berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca
Depok, 4 April 2016
ii DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR GAMBAR ... iii
DAFTAR TABEL ...v BAB I PENDAHULUAN ...1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Sejarah ... 5 1.2.1 Sejarah Etilena ... 5 1.2.2 Sejarah Polietilena ... 5 1.3 Rumusan Masalah ... 6 1.4 Tujuan ... 6 BAB II KARAKTERISTIK ...7 2.1 Properti ... 7 2.1.1 Etilena ... 7 2.1.2 Polietilena ... 8 2.2 Sifat-Sifat ... 12 2.2.1 Etilena ... 12 2.2.2 Polietilena ... 13 2.3 Manfaat ... 16 2.3.1 Etilena ... 16 2.3.2 Polietilena ... 17
BAB III KEBUTUHAN DI INDONESIA ...19
3.1 Etilena ... 19
3.2 Polietilena ... 20
3.2.1 Impor Ekspor Berdasarkan Jenis ... 22
3.2.2 Perbandingan Perkembangan Ekspor Impor Etilen dan Polietilen di Indonesia ... 24
BAB IV PRODUSEN DI INDONESIA ...25
4.1 Etilena ... 25
4.1.1 PT Chandra Asri Petrochemical Tbk ... 25
4.2 Polietilena ... 31
4.2.1 PT Lotte Chemical Titan Nusantara ... 31
4.2.2 PT Chandra Asri Petrochemical Tbk ... 33
BAB V PROSES PRODUKSI ...37
5.1 Bahan Baku ... 37 5.1.1 Etilena ... 37 5.1.2 Polietilena ... 37 5.2 Uraian Proses ... 40 5.2.1 Etilena ... 40 5.2.2 Polietilena ... 46
BAB VI PENGOLAHAN LIMBAH ...61
6.1 Unit Pengolahan Limbah Etilena ... 61
6.2 Unit Pengolahan Limbah Polietilena ... 64
BAB VII KESIMPULAN ...70
iii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Perkembangan Impor Etilen di Indonesia... 2
Gambar 1.2 Penggunaan Etilen ... 3
Gambar 1.3. Kebutuhan Polietilen di Indonesia ... 4
Gambar 2.1 Struktur Etilena ... 7
Gambar 2.2 Struktur Fisik Etilen ... 7
Gambar 2.3 Struktur Polietilena ... 8
Gambar 2.4 Struktur Fisik Polietilena ... 8
Gambar 2.5 Struktur Rantai Polietilena HDPE ... 11
Gambar 2.6 Struktur Percabangan HDPE ... 11
Gambar 2.7 Struktur Percabangan LDPE ... 11
Gambar 2.8 Struktur rantai Polietilena b. LDPE, c. LLDPE ... 12
Gambar 2.9 Sifat-sifat Polietilena ... 14
Gambar 2.10 Aplikasi etilena ... 17
Gambar 3.1 Grafik Perbandingan Ekspor Impor Etilena di Indonesia ... 20
Gambar 3.2 Grafik Perbandingan Ekspor Impor Etilena di Indonesia ... 20
Gambar 3.3 Perbandingan Ekspor Impor Polietilena Periode 2010-2014 ... 21
Gambar 3.4 Data Ekspor Impor Polietilena jenis HDPE di Indonesia ... 23
Gambar 3.5 Data Ekspor Impor Polietilena jenis LDPE di Indonesia ... 23
Gambar 3.6 Data Ekspor Impor Polietilena jenis LLDPE di Indonesia ... 23
Gambar 3.7 Perbandingan Data Impor Etilen dan Polietilena di Indonesia ... 24
Gambar 3.8 Perbandingan Data Ekspor Etilen dan Polietilena di Indonesia ... 24
Gambar 4.1 Keunggulan PT CAP Tbk ... 27
Gambar 4.2 Persentase Pendapatan Bersih PT CAP ... 28
Gambar 4.3 Kebutuhan Nasional yang dipenuhi oleh PT CAP ... 29
Gambar 4.4 Top 10 Produsen Poliolefin Terbesar di Asia Tenggara ... 30
Gambar 4.5 Perbandingan Volume Penjualan dan Volume Produksi ... 30
Gambar 4.6 Karakterisasi Sertifikasi ... 32
Gambar 4.7 Karakterisasi Sertifikasi ... 32
Gambar 5.1 Proses Polimerisasi Polietilen (Olefin) Konvensional ... 46
Gambar 5.2 (Dari kiri) Prinsip Produksi Polietilena: gas-phase, high-pressure, dan liquid-phase ... 47
Gambar 5.3 Skema Proses Pembuatan Polietilen Fasa Gas Tipe I ... 49
Gambar 5.4 Skema Proses Pembuatan Polietilen Fasa Gas Tipe II ... 51
Gambar 5.5 Skema Proses Pembuatan Polietilen Fasa Cair ... 52
iv
Gambar 5.7 Skema Proses Pembuatan Polietilen via High Pressure
Polymerization ... 55 Gambar 5.8 Skema Proses Pembuatan Polietilen via Low Pressure
Polymerization ... 58 Gambar 5.9 Skema Pengolahan Limbah Etilen ... 62 Gambar 5.10 Skema Pengolahan Limbah Industri Pada PT. Titan Chemicals ... 67
v
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Produsen Etilen di Indonesia ... 2
Tabel 1.2 Karakteristik Reaksi dan Produk Turunan Etilen ... 3
Tabel 2.1 Densitas dari masing-masing jenis polietilena ... 12
Tabel 2.2 Sifat Fisika Etilena ... 12
Tabel 2.3 Kegunaan Polietilena ... 18
Tabel 3.1 Data Impor ekspor Etilena di Indonesia ... 19
Tabel 3.2 Data Impor ekspor Polietilena di Indonesia ... 21
Tabel 3.3 Data Impor Jenis-jenis Polietilena di Indonesia ... 22
Tabel 3.4 Data Ekspor Jenis-jenis Polietilena di Indonesia ... 22
Tabel 4.1 Kapasitas Produksi Etilen dan Polietilen PT CAP Tbk ... 28
Tabel 4.2 Spesifikasi Etilen Produksi PT CAP Tbk ... 30
Tabel 4.3 Beberapa kegunaan dan karakteristik HDPE ... 32
Tabel 4.4 Klasifikasi dan Aplikasi LLDPE ... 34
Tabel 4.5 Klasifikasi dan Aplikasi HDPE ... 35
Tabel 5.1 Kelebihan dan Kekurangan Proses Pembuatan Etilen ... 42
Tabel 5.2 Spesifikasi Kondisi Operasi dan Hasil Produksi Proses Produksi Polietilen ... 59
Tabel 5.3 Karakteristik Air Limbah yang Aman bagi Lingkungan... 68
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam era globalisasi landasan pembangunan nasional Indonesia dititikberatkan pada sektor industri. Perkembangan industri di Indonesia pada saat ini mengalami peningkatan kualitas maupun kuantitas terutama industri kimia, sehingga kebutuhan akan bahan baku, bahan penunjang, maupun tenaga kerja semakin meningkat pula. Oleh karena itu sangat diharapkan munculnya industri-industri baru, baik yang menghasilkan produk siap pakai maupun produk untuk bahan baku industri lain. Inovasi proses produksi maupun pembangunan pabrik yang baru yang berorientasi pada pengurangan ketergantungan kita pada produk luar negeri maupun untuk menambah devisa negara sangat diperlukan. Salah satu industri kimia yang mengalami peningkatan adalah Industri Etilen.
Etilena merupakan salah satu senyawa penting dalam mata rantai industri petrokimia dan bahan kimia organik terbesar di dunia. Etilen merupakan produk olefin yang digunakan sebagai bahan baku untuk berbagai produk intermediat maupun produk akhir seperti plastik, resin, fiber, elastomer, solven, surfaktan, coating, dan antifreeze.
Secara garis besar, produk etilen dibagi menjadi dua kelompok, yaitu polymer grade dan chemical grade. Polymer grade memiliki kemurnian hingga 99%, sedangkan untuk chemical grade kemurniannya berkisar antara 92-94%. Polymer grade merupakan konsumen terbesar bahan baku etilen, yaitu hingga 45% dari total produksi etilen. Selain polymer grade, etilen juga dikonsumsi oleh kelompok chemical grade. Yang termasuk dalam kelompok chemical grade antara lain etanol, etilen oksida, vinil asetat, solven etilen, dan sebagainya.
Sampai tahun 2005, satu-satunya pabrik di Indonesia yang memproduksi etilen adalah PT. Chandra Asri Petrochemical Indonesia. Produk etilen dari PT. Chandra Asri hampir semuanya dikonsumsi kelompok polymer grade, yaitu sebagian besar dipakai sebagai bahan baku Low Linear Density Poliethyelene (LLPDE) Plant dan High Density Poliethylene (HDPE) Plant PT. Chandra Asri, sementara sebagian kecil dijual ke PT. PENI dan PT. Asahimas Subentra Chemical.
2
Seiring dengan berkembangnya zaman, kebutuhan akan etilen juga mengalami peningkatan, hingga tahun 2009 sudah ada 4 pabrik di Indonesia yang memproduksi etilen. Berikut daftar pabrik yang memproduksi etilen di Indonesia hingga tahun 2009 :
Tabel 1.1. Produsen Etilen di Indonesia
No Nama Pabrik Kapasitas (ton/tahun)
1 PT. Salim Group 250.000
2 PT. PERTAMINA 500.000
3 PT. Shell 375.000
4 PT. Chandra Asri 550.000
Sumber : ICIS, 2009
Namun menurunnya produksi bahan baku pembuatan etilen yaitu nafta, membuat beberapa perusahaan tersebut berhenti beroperasi. Dan hingga tahun 2016, produsen etilen di Indonesia hanya PT. Chandra Asri Petrochemical.
Sementara itu kebutuhan dalam negeri akan etilen semakin meningkat. Menurut Kementerian Perindustrian, impor etilen Indonesia pada tahun 2010-2014 terus meningkat. Hal ini terlihat pada gambar di bawah ini yang ditunjukkan dengan gradien positif. Perkembangan impor etilen dalam negeri menurut data Kementerian Perindustrian dapat dilihat pada gambar di bawah :
Gambar 1.1 Perkembangan Impor Etilen di Indonesia Sumber : http://www.kemenperin.go.id/statistik/exim.php y = 6E+07x - 1E+11 R² = 0.771 600,000,000 660,000,000 720,000,000 780,000,000 840,000,000 900,000,000 960,000,000 2010 2011 2012 2013 2014 U S$ TAHUN IMPOR ETILEN Linear (IMPOR ETILEN)
3
Kebutuhan etilen untuk polymer grade dalam negeri pada tahun 2010 adalah 1,3 juta ton per tahun. Dengan pembangunan pabrik-pabrik berbahan baku etilen untuk produk chemical grade di Indonesia seperti pabrik etilen klorida, vinil klorida, etilen diklorida, dipastikan kebutuhan akan etilen di Indonesia akan lebih meningkat lagi. Sementara produsen etilen sendiri bisa dikatakan masih terbatas, maka bisa dikatakan bahwa pangsa pasar untuk pabrik etilen masih sangat terbuka, baik pasar domestik maupun mancanegara
Tabel 1.2 Karakteristik Reaksi dan Produk Turunan Etilen
Reaksi Produk % Pemakaian
Polimerisasi Polietilen 45,7
Oksidasi
Etilen oksida, etilen glikol, etanolamin, asetaldehid, asam asetat, vinil asetat, asetat anhidrid, pentoeritrio
22,4
Halogenasi/ Hidrohalogenasi
Etil diklorida, vinil klorida, etil klorida, etilen dibromid, etil bromid
15,9 Alkilasi Etil benzena, toluena, etil mercaptan,
etil anilina, dietil sulfat
8,5
Oligomerasi Alfaolefin 4,3
Okso reaksi Propionaldehid 0,5
Sumber : Stevens, 2001
Data penggunaan etilen sebagai bahan baku baik polimer maupun chemical grade dalam bentuk diagram disajikan pada gambar di bawah ini :
Sumber:http://www.chemengonline.com/ethylene-production Gambar 1.2 Penggunaan Etilen
4
Pada gambar terlihat bahwa penggunaan etilen terbesar adalah untuk pembuatan Polietilen. Polyethylene adalah polimer yang terdiri dari rantai panjang monomer etilena. Di Industri polimer, polietilena ditulis dengan singkatan PE. PE memiliki jenis/grade yang banyak dan aplikasi pemakaian yang luas. Selain dapat diaplikasikan secara murni, Polyethylene dapat pula diaplikasikan dengan mencampurnya dengan bahan/polimer lain untuk aplikasi tertentu. Kebutuhan polyethylene di Indonesia sangat tinggi dan tumbuh dengan cepat seiring dengan pertumbuhan ekonomi yang cukup tinggi.
Perkembangan kebutuhan polyethylene berdasarkan data impor Kementerian Perindustrian dari tahun 2010 sampai dengan tahun 2014 dapat dilihat dalam gambar berikut
Gambar 1.3. Kebutuhan Polietilen di Indonesia Sumber : http://www.kemenperin.go.id/statistik/exim.php
Kebutuhan polyethylene di Indonesia sampai saat ini hanya disuplai dari PT. Lotte Chemical Titan dan PT. Chandra Asri, sedangkan kekurangannya dipenuhi dari impor, baik dari Arab Saudi, Amerika, Jepang, Korea maupun dari negara-negara lain yang mempunyai kelebihan produksi, yang jelas dengan adanya arus dari luar negeri menyebabkan semakin bertambahnya defisit transaksi berjalan.
Berdasarkan uraian di atas, dengan melihat besarnya kebutuhan akan senyawa etilena maupun turunannya yaitu Polietilena baik untuk dalam dan luar
y = 8E+07x - 2E+11 R² = 0.2726 550,000,000 650,000,000 750,000,000 850,000,000 950,000,000 1,050,000,000 1,150,000,000 1,250,000,000 2010 2011 2012 2013 2014 U S$ TAHUN IMPOR POLIETILEN
5
negeri, maka menjadi sangat penting bagi kita yang merupakan mahasiswa teknik kimia untuk bisa mempelajari proses-proses kimia yang terkait dengan produksi kedua senyawa tersebut, dengan harapan untuk ke depannya kami yang merupakan mahasiswa teknik kimia dapat mengurangi kebutuhan impor dengan cara meningkatkan produksi dalam negeri.
1.2 Sejarah
1.2.1 Sejarah Etilena
Etilena telah digunakan sejak Mesir kuno untuk merangsang pematangan (melukai merangsang produksi etilena oleh jaringan tanaman). Orang Cina kuno akan membakar dupa di kamar tertutup untuk meningkatkan pematangan pir. Pada tahun 1864 ditemukan bahwa gas bocor dari lampu jalan menyebabkan pengerdilan pertumbuhan, memutar tanaman, dan penebalan abnormal dari batang. Pada tahun 1901, seorang ilmuwan Rusia bernama Dimitry Neljubow menunjukkan bahwa komponen aktif adalah etilena Keraguan menemukan bahwa etilena merangsang absisi. Tahun 1934 R. Gane melaporkan bahwa tanaman menyintesis etilena. Pada tahun 1935, Crocker mengusulkan bahwa etilena adalah hormon tanaman yang bertanggung jawab untuk pematangan buah serta penuaan dari vegetatif jaringan.
1.2.2 Sejarah Polietilena
Polietilena pertama kali disintesis oleh ahli kimia Jerman bernama Hans von Pechmann yang melakukannya secara tidak sengaja pada tahun 1989 ketika sedang memanaskan diazometana. Ketika koleganya, Eugen Bamberger dan Friedrich Tschirner mencari tahu tentang substansi putih, berlilin, mereka mengetahui bahwa yang ia buat mengandung rantai panjang -CH2- dan menamakannya polimetilena.
Secara industri, polyethylene pertama kali disintesis oleh E.W. Fawcett pada tahun 1936 di Laboratorium Imperial Chemical Industries, Ltd (ICI), Inggris dalam sebuah percobaan tak terduga dimana ethylene yang merupakan bahan baku sisa reaksi diteliti sampai tekanan 1.446,52 kg/cm2 dan temperatur 170 oC. Pada tahun 1940, polimer mulai diperkenalkan secara komersial, dan polimer ethylene yang pertama kali diperdagangkan adalah polyethylene dengan densitas rendah (low density) dan tekanan tinggi (high pressure). Setelah mengalami perkembangan, produksi low
6
density polyethtylene meluas dengan cepat. Pada tahun 1953, Ziegler berhasil menemukan cara pembuatan polyethylene secara organometalic dan setahun kemudian berhasil diproduksi. Polyethylene yang dihasilkan oleh Ziegler yaitu polyethylene tanpa tekanan. Sampai sekarang, polyethylene merupakan jenis polimer yang paling banyak diproduksi.
1.3 Rumusan Masalah
Berikut ini adalah beberapa masalah terkait dengan produksi senyawa etilena dan Polietilena yang akan dibahas dalam makalah kelompok kami, diantaranya adalah
Manfaat apa saja yang dimiliki oleh senyawa etilena dan polietilena Industri apa saja (produsen) yang memproduksi senyawa etilena dan
Polietilena
Bahan baku apa yang dibutuhkan untuk menyintesis senyawa etilena dan Polietilena
Skema, uraian proses dan reaksi kimia apa saja yang terjadi dalam pembuatan kedua senyawa tersebut
Parameter proses apa yang menentukan keberhasilan pembuatan kedua senyawa tersebut
Treatment atau teknik pengolahan limbah seperti apa yang dilakukan pada industri-industri yang memproduksi kedua senyawa tersebut 1.4 Tujuan
Tujuan dalam pembuatan makalah ini diantaranya adalah: Memahami pentingnya peranan senyawa etilena dan polietilena
Memahami proses kimia dan reaksi kimia yang terjadi dalam pembuatan atau sintesis senyawa etilena dan Polietilena
Mengetahui dan memahami parameter-parameter proses yang mendukung keberhasilan produksi senyawa etilena dan polietilena
Mengetahui teknik pengolahan limbah yang dilakukan pada Industri-industri yang memproduksi senyawa etilena dan polietilena.
7 BAB II KARAKTERISTIK
2.1 Properti 2.1.1 Etilena
Etena atau etilena adalah senyawa alkena paling sederhana yang terdiri dari empat atom hidrogen dan dua atom karbon yang terhubungkan oleh suatu ikatan rangkap. Karena ikatan rangkap ini, etena disebut pula hidrokarbon tak jenuh atau olefin. Etilena memiliki sifat tidak berwarna, mudah terbakar, dan sedikit wangi. Sifat etilena ditentukan ikatan rangkapnya, yang reaksi utamanya adalah reaksi adisi menghasilkan hidrokarbon jenuh dan turunannya atau polimer (Kirk & Othmer, 1977).
Gambar 2.1 Struktur Etilena
Etilena merupakan senyawa antara yang menjadi bahan baku berbagai produk turunannya berdasarkan karakteristik reaksi. Spesifikasi produk etilena dapat dilihat pada tabel 1.2.
Etena juga dibentuk secara alami oleh tumbuhan dan berperan sebagai hormon. Ia diketahui terutama merangsang pematangan buah dan pembukaan kuncup bunga (Mc. Ketta, 1984).
8
Saat ini hampir seluruh etilena dibuat dari gas alam, etana, propana, dan parafin lain yang berat serta fraksi minyak mentah, nafta, kerosin, dan gas oil. Sejumlah kecil etilena didapat dari gas keluaran kilang (catalytic cracking).
2.1.2 Polietilena
Polietilena (PE) juga dikenal sebagai politena atau poli(metilene), adalah polimer termoplastik. Disintesis secara kimia dari etilena, senyawa yang biasanya terbuat dari minyak bumi atau gas alam. Monomernya adalah etilena (IUPAC: etena), hidrokarbon gas dengan rumus C2H4 yang dapat dilihat sebagai sepasang kelompok metilen (CH2=) terhubung satu sama lain. Polietilena merupakan molekul agak stabil yang berpolimerisasi hanya pada kontak dengan katalis. Konversi ini sangat eksotermik.
Gambar 2.3 Struktur Polietilena
Polietilena adalah termoplastik yang digunakan secara luas oleh konsumen produk sebagai kantong plastik. Sekitar 60 juta ton plastik ini diproduksi setiap tahunnya.
Gambar 2.4 Struktur Fisik Polietilena
Polietilena merupakan polimer yang transparan, berwarna putih yang mempunyai titik leleh bervariasi antara 110-137oC. Umumnya polietilena bersifat resistan terhadap zat kimia. Pada suhu kamar, polietilena tidak larut dalam pelarut organik dan anorganik. Polietilena dapat teroksidasi diudara pada temperatur tinggi dengan sinar ultra violet. Struktur rantai polietilena dapat berupa linier, bercabang atau berikatan silang (Billmeyer, 1984).
9
Polietilena adalah polimer yang termasuk golongan polyolefin dengan berat molekul rata-rata (Mw) = 50.000-30.000 (Curlee, 1991).
Secara kimia, polietilena sangat lembap. Polimer ini tidak larut dalam pelarut apa pun pada suhu kamar, tetapi mengembung oleh hidrokarbon dan tetraklorometana (karbon tetra klorida). Polietilena tahan terhadap asam dan basa, tetapi dapat dirusak oleh asam nitrat pekat. Polietilena tidak tahan terhadap cahaya dan oksigen (Cowd, 1991).
Jenis polietilena yang banyak digunakan adalah LDPE (Low Density Polyethylena) yang mempunyai rantai cabang dan HDPE (High Density Polyethylene) yang tidak mempunyai cabang tetapi merupakan rantai utama yang lurus. LDPE bersifat lentur, ketahanan listrik yang baik, kedap air, lebih lunak dari HDPE, sifat absorpsi dan tembus cahaya kurang baik dibanding dengan HDPE. HDPE memiliki kecenderungan tidak tahan terhadap perubahan cahaya sehingga mudah berubah warna oleh pengaruh cahaya matahari
Jenis-jenis Polietilena
Polietilena terdiri dari berbagai jenis berdasarkan kepadatan dan percabangan molekul. Sifat mekanis dari polietilena bergantung pada tipe percabangan, struktur kristal, dan berat molekulnya.
1. Berdasarkan Berat Molekul
- Polietilena berat molekul sangat rendah (ULMWPE atau PE-WAX) Memiliki kisaran Mr dari 1000-12.000 gr/mol. Dipergunakan untuk memperbaiki mampu cetak dengan mencampur atau dipakai untuk membuat kertas tahan air, kain tanpa tenunan, dan pelapis.
- Polietilena berat molekul sangat tinggi (UHMWPE)
Memiliki kisaran Mr dari 1- 4 juta gr/mol. Bahan ini sukar diolah Karen kecairannya buruk walaupun agak lunak. Mempunyai ketahanan ipak yang baik, ketahanan abrasi sangat baik, mempunyai sifat mekanik yang baik dan pemelaran yang kecil pada suhu 1000C
- Semakin tinggi Mr maka akan semakin kuat, namun mengakibatkan pembentukan rantai panjang menjadi struktur kristal tidak efisien dan memiliki kepadatan lebih rendah daripada HDPE
10 2. Berdasarkan ikatan silangnya - Polietilena Cross Linked
Adalah polietilena dengan kepadatan menengah hingga tinggi yang memiliki sambungan cross link pada struktur polimernya. Sifat ketahanan terhadap temperatur tinggi meningkat seperti juga ketahanan terhadap bahan kimia. Jika secara antar molekul diikat silangkan oleh penyinaran sinar radioaktif, energi tinggi seperti dengan sinar elektron, sinar beta, sinar gama, dan seterusnya, kekuatan tarik, ketahanan retak – tegangan menjadi lebih baik dan titik lunaknya meningkat (250°C). - Polietilena Busa
Jika Polietilena diikat silangkan dan dibusakan, massa jenisnya bervariasi dari daerah yang cukup lebar. Maka bahan ini dapat dipergunakan untuk isolasi dan bahan akustik. Bahan busa rendah dipakai sebagian pengganti bahan kayu
3. Berdasarkan Densitas
- High Density Polyethylene (HDPE)
HDPE memiliki struktur rantai lurus dan derajat rendah dalam percabangannya. Percabangannya teratur. Memiliki kekuatan antar molekul yang sangat tinggi dan kekuatan tensil. Dapat diproduksi dengan katalis Ziegler-Natta atau katalis metallocene. HDPE digunakan sebagai bahan pembuat botol susu, botol/kemasan detergen, kemasan margarin, pipa air, dan tempat sampah. Tensile strength Ultimate (UTS), sering disingkat menjadi tensile strength (TS) atau kekuatan utama, adalah tegangan maksimum yang material dapat menahan ketika sedang diregangkan atau ditarik sebelum necking, yaitu ketika spesimen penampang mulai signifikan kontrak. Tensile strength adalah kebalikan dari kuat tekan dan nilai-nilai bisa sangat berbeda.
11 Gambar 2.5 Struktur Rantai Polietilena HDPE
Gambar 2.6 Struktur Percabangan HDPE
- Medium Density Polyethylene (MDPE)
Dapat diproduksi dengan katalis kromium/silika, katalis Ziegler-Natta atau katalis metallocene. Memiliki ketahanan yang baik terhadap tekanan. MDPE biasa digunakan pada pipa gas.
- Low Density Polyethylene (LDPE)
Memiliki derajat tinggi terhadap percabangan rantai panjang dan pendek yang berarti tidak akan berubah menjadi struktur kristal, percabangannya berantakan. Selain itu LDPE memiliki kekuatan antar molekul yang rendah dan kekuatan tensil yang rendah. Dapat diproduksi dengan polimerisasi radikal. LDPE digunakan sebagai kontainer yang agak kuat dan dalam aplikasi film plastik seperti sebagai kantong plastik dan plastik pembungkus.
Gambar 2.7 Struktur Percabangan LDPE
- Linear Low Density Polyethylene (LLDPE)
Rantai polimer yang lurus linier dengan percabangan rantai yang pendek dengan jumlah yang cukup signifikan. Umumnya dibuat dengan kopolimerisasi etilena dengan rantai pendek alfa olefin (butena, 1-heksena, 1-oktena, dan sebagainya). Memiliki kekuatan tensil yang lebih tinggi dari LDPE, ketahanan yang tinggi terhadap tekanan dan ketahanan terhadap lingkungan yang lebih baik tetapi tidak mudah untuk diproses. LLDPE digunakan sebagai pembungkus kabel, mainan, tutup kemasan, ember, kontainer dan pipa. LLDPE terutama juga digunakan
12
untuk aplikasi plastik film dikarenakan sifat toughness-nya, fleksibilitas, dan relative transparency-nya
Gambar 2.8 Struktur rantai Polietilena b. LDPE, c. LLDPE
- Very Low Density polyethylene (VLDPE)
Polimer linier dengan tingkat percabangan rantai pendek yang sangat tinggi. Umumnya dibuat dengan kopolimerisasi etilena dengan rantai pendek alfa-olefin
2.2 Sifat-Sifat
Tabel 2.1 Densitas dari masing-masing jenis polietilena
2.2.1 Etilena
2.2.1.1 Sifat Fisika Etilena
Berikut adalah sifat fisika dari etilena.
Tabel 2.2 Sifat Fisika Etilena
No Sifat-Sifat Keterangan
1. Rumus molekul C2H4
2. Berat molekul 28,05 g/mol
3. Penampakan Gas tidak berwarna
4. Klasifikasi (oleh Uni Eropa) Sangat mudah terbakar
5. Massa jenis 1,178 kg/m3 di 15 °C, fase gas 6. Titik lebur -169,2 °C (104,0 K, -272,6 °F) 7. Titik didih -103,7 °C (169,5 K, -154,7 °F)
HDPE MDPE LDPE LLDPE VLDPE
Densitas (gr/cm3) ≥ 0.941 0.926-0.94 0.910-0.940 0.915-0.925 0.880-0.915
13
8. Flash point -136 °C
9. Auto ignition temperature 542,8 °C
10. Kelarutan di air 3,5 mg/100 ml (17 °C) 11. Kelarutan di etanol 4,22 mg/L
12. Kelarutan di dietil eter bagus
13. Keasaman (pKa) 4
2.2.1.2 Sifat Kimia Etilena
1. Reaksi antara etena dan klorin menghasilkan 1,2 dikloroetana yang dapat digunakan sebagai bahan baku plastik PVC.
𝐶2𝐻4 + 𝐶𝑙2 → 𝐶𝐻2𝐶𝑙 − 𝐶𝐻2𝐶𝑙
2. Reaksi alkena dengan hidrogen halida (hidrohalogenasi). 𝐶2𝐻4 + 𝐻𝐵𝑟 → 𝐶2𝐻5𝐵𝑟
3. Reaksi alkena dengan hidrogen (hidrogenasi).
4. Reaksi antara etena (etilen) dengan hidrogen menghasilkan etana. 𝐶2𝐻4 + 𝐻2 → 𝐶2𝐻6
5. Reaksi pembakaran sempurna antara etena dan oksigen menghasilkan gas karbon monoksida dan air.
𝐶2𝐻4 + 2𝑂2 → 2𝐶𝑂2 + 2𝐻2
2.2.2 Polietilena
2.2.2.1 Sifat Kimia Polietilena
Secara kimia polietilen merupakan parafin yang mempunyai berat molekul tinggi. Karena itu sifat – sifatnya serupa dengan sifat parafin. Terbakar kalau dinyalakan dan menjadi cair, menjadi rata kalau dijatuhkan di atas air. 1) Hubungan dengan massa jenis
Dengan cara polimerisasi etilen yang berbeda didapat struktur molekul yang berbeda pula. Pada polietilen massa jenis rendah, molekul – molekulnya tidak mengkristal secara baik tetapi mempunyai banyak cabang. Di pihak lain, polietilen tekanan rendah kurang bercabang dan merupakan rantai lurus, karena itu massa jenisnya lebih besar sebab mengkristal secara baik sehingga mempunyai
14
kristalinitas tinggi. Karena kristal yang terbentuk baik itu mempunyai gaya antar molekul kuat, maka bahan ini memiliki kekuatan mekanik yang tinggi dan titik lunak yang tinggi pula.
Tabel di bawah menunjukkan hubungan antara massa jenis dan sifat – sifat lain
Gambar 2.9 Sifat-sifat Polietilena
2) Hubungan dengan berat molekul
Sifatnya cukup berubah oleh perubahan massa jenis. Kalau massa jenis (kristalinitas) sama, sifat – sifat mekanik dan mampu olahnya berbeda menurut ukuran molekul. Karena berat molekul kecil, kecairannya pada waktu cair lebih baik, sedangkan ketahanan akan zat pelarut dan kekuatannya menurun. Polietilen pada suhu tetap 190°C diekstrusi melalui lubang dengan diameter 2,1 mm dan panjang 8 mm, memberikan 2161 g selama 10 menit. Jumlah yang terekstrusikan dalam gram adalah indeks cair.
3) Sifat Kimia
Polietilena adalah bahan polimer yang sifat-sifat kimianya cukup stabil tahan terhadap berbagai bahan kimia kecuali halida dan oksida kuat. Ia larut dalam hidrokarbon aromatik dan larutan hidrokarbon yang terkloronasi di atas temperatur 70 oC, tetapi tidak ada pelarut yang dapat melarutkan polietilena secara sempurna
15
pada temperatur biasa. Karena bersifat non polar polietilena tidak mudah diolah dengan merekat. Perlu perlakuan tambahan tertentu secara oksidasi pada permukaan atau pengubahan struktur permukaannya oleh sinar elektron yang kuat (Surdia, Saito, 1995).
Kalau dipanaskan tanpa berhubungan dengan oksigen, hanya mencair sampai 300°C, kemudian terurai karena termal jika melampaui suhu tersebut. Tetapi jika dipanaskan dengan disertai adanya oksigen akan teroksidasi walaupun baru 50°C. Karena polietilen lemah terhadap sinar UV, bahan anti oksida seperti turunan naftilamin atau bahan pengabsorb UV seperti serbuk karbon, bensofenon, ester asam salisil, dicampurkan untuk memperbaiki ketahanan UV, perlu menjadi perhatian karena polietilen akan retak di bawah pengaruh tegangan apabila berhubungan dengan berbagai surfaktan, minyak mineral, alkali, alkohol, dsb. 4) Permeabilitas gas
Film polietilen sangat sukar ditembus air, tetapi mempunyai permeabilitas cukup tinggi terhadap CO2, pelarut organik, parfum, dsb. Polietilen massa jenis tinggi kurang permeabel daripada polietilen dengan massa jenis rendah.
2.2.2.2 Sifat Listrik Polietilena
Polietilen merupakan polimer non polar yang khas memiliki sifat – sifat listrik yang baik. Terutama sangat baik dalam sifat khas frekuensi tinggi, banyak dipakai sebagai bahan isolasi untuk radar, TV dan berbagai alat komunikasi. Akan mempunyai sifat lebih baik lagi jika massa jenisnya lebih tinggi.
2.2.2.3 Sifat Fisika Polietilena
Melihat kristalinitas dan massa molekul, titik leleh, dan transisi gelas sulit melihat sifat fisik polietilena. Temperatur titik tersebut sangat bervariasi bergantung pada tipe polietilena. Pada tingkat komersial, polietilena berdensitas menengah dan tinggi, titik lelehnya berkisar 120oC hingga 135 oC. Titik leleh polietilena berdensitas rendah berkisar 105 oC hingga 115 oC.
Kebanyakan LDPE, MDPE, dan HDPE mempunyai tingkat resistansi kimia yang sangat baik dan tidak larut pada temperatur ruang karena sifat kristalinitas mereka. Polietilena umumnya bisa dilarutkan pada temperatur yang tinggi dalam hidrokarbon aromatik seperti toluena atau xilena, atau larutan ter klorinasi seperti trikloroetana atau triklorobenzena.
16 2.3 Manfaat
2.3.1 Etilena
Kebutuhan etilen di Indonesia mengalami peningkatan disebabkan berkembangnya industri-industri yang memanfaatkan etilen sebagai bahan baku, diantaranya sebagai berikut :
- Industri pembuatan polietilena sebagai bahan baku pembuatan plastik. - Industri pembuatan etil alkohol (etanol).
- Industri pembuatan etilena glikol sebagai bahan baku pembuatan serat buatan dan sebagai bahan pendingin.
- Industri pembuatan stirena, dimana stirena dapat dipolimerisasikan membentuk polistirena.
- Industri pembuatan kloroetana sebagai bahan baku pembuatan timbal tetraetil.
Etilen sering juga dimanfaatkan oleh para distributor dan importir buah. Buah dikemas dalam bentuk belum masak saat diangkut pedagang buah. Setelah sampai untuk diperdagangkan, buah tersebut diberikan etilen (diperam) sehingga cepat masak. Dalam pematangan buah, etilen bekerja dengan cara memecahkan klorofil pada buah muda, sehingga buah hanya memiliki xantofil dan karoten. Dengan demikian, warna buah menjadi jingga atau merah. Fungsi lain etilen secara khusus adalah :
- Mengakhiri masa dormansi.
- Merangsang pertumbuhan akar dan batang. - Pembentukan akar adventif.
- Merangsang absisi buah dan daun. - Merangsang induksi bunga Bromiliad. - Induksi sel kelamin betina pada bunga. - Merangsang pemekaran bunga.
- Sebagai solven, surfaktan, coating, plasticizer, dan antifreeze. - Digunakan sebagai obat bius.
17
Gambar 2.10 Aplikasi etilena
2.3.2 Polietilena
Politilena dengan densitas rendah biasanya digunakan untuk lembaran tipis pembungkus makanan, kantung-kantung plastik, jas hujan. Sedangkan untuk polietilena yang memiliki densitas tinggi, polimernya lebih keras, namun mudah dibentuk sehingga banyak dipakai sebagai alat dapur misalnya ember, panci, juga untuk pelapis kawat dan kabel.
18
Tabel 2.3 Kegunaan Polietilena
Sifat - sifat dari polietilena sangat dipengaruhi oleh struktur rantai dan kerapatannya. LLDPE (Linear Low Density Polietilene) merupakan suatu jenis polietilena yang paling prospektif karena kemudahan proses pembuatan dapat diproduksi dalam berbagai pembuatan yaitu proses polimerisasi menggunakan berbagai jenis katalis Zigler Natta. (Mark, 1970).
Jenis Polietilena Kegunaan
HDPE Lembaran, film, sebagai alat dapur
misalnya ember, panci, juga untuk pelapis kawat dan kabel
LDPE Lapisan pengemas, isolasi kawat dan
kabel barang mainan dan botol yang lentur bahan pelapis
LLDPE LLDPE digunakan terutama dalam
aplikasi film karena ketangguhan, fleksibilitas dan transparansinya. Contoh produk dari film pertanian, pembungkus, dan untuk multilayer serta film komposit
MDPE Pada pipa gas
UHMWPE ( berat molekul sangat tinggi )
Sebagai onderdil mesin pembawa kaleng dan botol, bagian yang bergerak dari mesin pemutar, roda gigi, penyambung, pelindung sisi luar, bahan anti peluru, dan sebagai implan pengganti bagian pinggang dan lutut dalam operasi.
ULMWPE ( berat molekul sangat rendah )
19 BAB III
KEBUTUHAN DI INDONESIA
3.1 Etilena
Permintaan etilen secara global pada tahun 2020 diperkirakan akan mencapai 200 juta ton. Permintaan etilen secara global akan mengalami kenaikan sebesar 5,5% per tahun. Konsumsi etilen di Asia Pasifik meningkat 6,1% per tahun pada tahun 2001 hingga 2010.
Di Indonesia sendiri kebutuhan akan Etilen pada tahun 2013 mencapai 1,28 juta ton. 53% dari total tersebut didapatkan dengan Impor sedangkan 47% dari satu-satunya perusahaan yang memproduksi etilen yaitu PT. CAP
Mengingat kebutuhan akan etilen yang terus meningkat baik kelompok polymer grade maupun chemical grade. Di tahun 2016, Indonesia diperkirakan mempunyai pasokan antara lain 2 juta ton etilen, dari kebutuhan 1,34 juta ton. Tahun lalu, Indonesia dinyatakan masih kekurangan etilen. Dari kebutuhan sebanyak 1 juta ton, yang bisa disediakan masih 600 ribu ton. Saat ini hanya satu produsen yang menyediakan etilen, yaitu PT. Chandra Asri Petrochemical Tbk. dengan kapasitas 600 ribu ton. Berikut adalah data Ekspor dan Impor Etilen. Terlihat bahwa impor Etilen terus meningkat. Ini menandakan bahwa tingginya kebutuhan etilen di Indonesia tidak diimbangi dengan kapasitas produksi. Sedangkan untuk ekspor menurun karena di dalam negeri sendiri masih kekurangan produk etilen. Namun pada tahun 2016 produksi etilen akan meningkat 43% dari 600.000 ton menjadi 860.000 ton hal ini disebabkan PT. Chandra Asri telah berhasil menyelesaikan proyek peningkatan kapasitas Nafta Cracker.
Tabel 3.1 Data Impor ekspor Etilena di Indonesia
ETILEN IMPOR * EKSPOR*
2010 632,619,049 13,000,000 2011 792,682,165 20,250,428 2012 879,736,575 16,201,301 2013 850,406,594 15,550,476 2014 906,432,801 1,010,736 *dalam US$
20
Gambar 3.1 Grafik Perbandingan Ekspor Impor Etilena di Indonesia
Berikut adalah kapasitas produksi Etilen secara global. Terlihat bahwa kapasitas produksi etilen di Indonesia termasuk kecil dibandingkan dengan Negara lain.
Gambar 3.2 Grafik Perbandingan Ekspor Impor Etilena di Indonesia 3.2 Polietilena
Kebutuhan Polietilena di Indonesia pada tahun 2014 mencapai 1,06 juta ton. 31 % dari jumlah tersebut disediakan oleh PT. Chandra Asri Petrochemical, 42 % dar PT. Lotte Chemical dan 27% dari Impor. Perkembangan Ekspor Impor Polietilen di Indonesia disajikan dalam tabel berikut ini
0 200,000,000 400,000,000 600,000,000 800,000,000 1,000,000,000 2010 2011 2012 2013 2014 U S$ tahun IMPOR EKSPOR
21
Tabel 3.2 Data Impor ekspor Polietilena di Indonesia
POLIETILEN IMPOR EKSPOR
2010 579,294,702 114,893,538
2011 966,286,196 130,222,092
2012 1,212,825,289 142,480,350
2013 978,141,386 136,145,696
2014 948,699,945 125,481,376
Dari tabel di atas dapat terlihat besarnya pertumbuhan Impor Polyethylene di Indonesia. Dengan besarnya impor, maka dapat dikatakan bahwa kebutuhan Polietilena di Indonesia cukup besar. Dari tahun 2010 sampai tahun 2014 kebutuhan akan Polyethylene di Indonesia meningkat rata-rata sebesar 60 % per tahun.
Gambar 3.3 Perbandingan Ekspor Impor Polietilena Periode 2010-2014
Kebutuhan polyethylene di Indonesia sampai saat ini hanya disuplai dari PT. Lotte Chemical dan PT. Chandra Asri, sedangkan kekurangannya dipenuhi dari impor, baik dari Arab Saudi, Amerika, Jepang, Korea maupun dari negara-negara lain yang mempunyai kelebihan produksi, yang jelas dengan adanya arus dari luar negeri menyebabkan semakin bertambahnya defisit transaksi berjalan. Dengan memperhatikan kebutuhan polyethylene yang semakin meningkat dan yang tak dapat terpenuhi oleh pabrik polyethylene yang ada di Indonesia, maka didirikannya pabrik polyethylene yang baru adalah salah satu penyelesaian untuk memenuhi kebutuhan polyethylene di Indonesia. 0 200,000,000 400,000,000 600,000,000 800,000,000 1,000,000,000 1,200,000,000 1,400,000,000 2010 2011 2012 2013 2014 IMPOR EKSPOR
22
Selain dapat menyelamatkan devisa negara, industri polietilena juga merupakan lahan bisnis yang baik dan menguntungkan. Adanya pabrik polietilena di Indonesia terutama diharapkan akan membuka lapangan pekerjaan baru sehingga program pemerintah dalam pengurangan pengangguran dan peningkatan kecerdasan bangsa dapat terwujud dengan adanya alih teknologi. Di samping itu impor kebutuhan polyethylene dalam negeri dapat ditekan sehingga devisa negara dapat
3.2.1 Impor Ekspor Berdasarkan Jenis
Berkenaan dengan volume penjualannya, jenis polietilen yang paling penting adalah HDPE, LLDPE dan LDPE. Dari tabel di bawah ini, terlihat jumlah impor dan Ekspor polietilena terbesar adalah jenis HDPE. Hal ini dikarenakan Kegunaan HDPE yang cukup luas terutama untuk di Negara berkembang seperti Indonesia. Penggunaan HDPE banyak diaplikasikan untuk berbagai macam industri. Selain bahan yang kuat dan Polietilen lebih mudah dan murah digunakan dibandingkan dengan penggunaan besi.
Tabel 3.3 Data Impor Jenis-jenis Polietilena di Indonesia
IMPOR LLDPE LDPE HDPE
2012 4,298,926 280,996,118 368,506,858
2013 4,309,211 288,441,776 438,134,482
2014 3,253,406 342,014,800 454,603,064
Tabel 3.4 Data Ekspor Jenis-jenis Polietilena di Indonesia
EKSPOR LLDPE LDPE HDPE
2012 74 18,957,402 85,765,365
2013 4,278 807,540 49,244,468
2014 143,083 351,534 37,759,315
Jika data disajikan dalam bentuk diagram maka akan didapatkan hasil seperti berikut ini
23 HDPE
Gambar 3.4 Data Ekspor Impor Polietilena jenis HDPE di Indonesia
LDPE
Gambar 3.5 Data Ekspor Impor Polietilena jenis LDPE di Indonesia
LLDPE
Gambar 3.6 Data Ekspor Impor Polietilena jenis LLDPE di Indonesia 0 50,000,000 100,000,000 150,000,000 200,000,000 250,000,000 300,000,000 350,000,000 400,000,000 450,000,000 500,000,000 2012 2013 2014 U S$ TAHUN IMPOR EKSPOR 0 50,000,000 100,000,000 150,000,000 200,000,000 250,000,000 300,000,000 350,000,000 400,000,000 2012 2013 2014 US$ TAHUN IMPOR EKSPOR 0 500,000 1,000,000 1,500,000 2,000,000 2,500,000 3,000,000 3,500,000 4,000,000 4,500,000 5,000,000 2012 2013 2014 US$ TAHUN IMPOR EKSPOR
24
3.2.2 Perbandingan Perkembangan Ekspor Impor Etilen dan Polietilen di Indonesia
Dari gambar di bawah ini, terlihat bahwa baik impor maupun ekspor untuk Etilen lebih besar dibanding dengan Polietilena. Hal ini wajar saja karena dari pengguna Etilen adalah sebagai bahan baku pembuatan senyawa ain salah satunya yaitu polietilen. Dengan begitu Kebutuhan Etilen akan lebih besar dengan Polietilen. Karena apabila dilihat dari pohon petrokimia Etilen merupakan produk antara dan Polietilen merupakan produk akhir. Sehingga karena dibutuhkan untuk bahan baku pembuatan senyawa turunannya etilen yang dibutuhkan lebih besar dibanding dengan produk akhirnya. Hal ini dikarenakan untuk membuat suatu produk, maka akan terjadi konversi dari bahan baku. Dan konversi dalam dunia industri tidak akan ditemukan konversi 100% sehingga dibutuhkan Jumlah bahan Baku yang lebih besar untuk dapat menghasilkan sejumlah produk yang diinginkan.
Gambar 3.7 Perbandingan Data Impor Etilen dan Polietilena di Indonesia
Gambar 3.8 Perbandingan Data Ekspor Etilen dan Polietilena di Indonesia 0 200,000,000 400,000,000 600,000,000 800,000,000 1,000,000,000 1,200,000,000 1,400,000,000 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 US$ TAHUN ETILEN 0 20,000,000 40,000,000 60,000,000 80,000,000 100,000,000 120,000,000 140,000,000 160,000,000 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 US$ TAHUN ETILEN
25 BAB IV
PRODUSEN DI INDONESIA
4.1 Etilena
Sampai tahun 2005, satu-satunya pabrik di Indonesia yang memproduksi etilen adalah PT Chandra Asri Petrochemical Indonesia yang sekarang berganti nama menjadi PT Chandra Asri Petrochemical Tbk. Secara garis besar, produk etilen dibagi menjadi dua kelompok, yaitu polymer grade dan chemical grade. Polymer grade memiliki kemurnian hingga 99%, sedangkan untuk chemical grade kemurniannya berkisar antara 92-94%. Polymer grade merupakan konsumen terbesar bahan baku etilen, yaitu hingga 45% dari total produksi etilen. Yang termasuk dalam kelompok chemical grade antara lain etanol, etilen oksida, vinil asetat, solven etilen, dan sebagainya. Produk etilen dari PT. Chandra Asri hampir semuanya dikonsumsi kelompok polymer grade, yaitu sebagian besar dipakai sebagai bahan baku Low Linear Density Poliethyelene (LLPDE) Plant dan High Density Poliethylene (HDPE) Plant di PT. Chandra Asri, sementara sebagian kecil dijual ke PT. PENI dan PT. Asahimas Subentra Chemical. Seiring dengan berkembangnya zaman, kebutuhan akan etilen juga mengalami peningkatan, tetapi hanya ada satu produsen etilen terbesar di Indonesia yaitu PT Chandra Asri Petrochemical Tbk. Beberapa sumber menyebutkan bahwa pada tahun 2009 sudah ada 2 atau 4 pabrik yang memproduksi etilen. Namun, karena data yang diperoleh kurang valid, maka kami hanya mencantumkan 1 perusahaan saja yaitu data pada tahun 2005 (PT CAP Tbk).
4.1.1 PT Chandra Asri Petrochemical Tbk
Chandra Asri Petrochemical (CAP) adalah perusahaan petrokimia terbesar dan terintegrasi secara vertikal di Indonesia dengan fasilitas-fasilitasnya yang terletak di Ciwandan, Cilegon dan Puloampel, Serang di Provinsi Banten. CAP merupakan pabrik petrokimia utama yang memanfaatkan teknologi dan fasilitas pendukung canggih kelas dunia. Jantung operasi CAP adalah Lummus Naphtha Cracker yang menghasilkan etilen, propilen, Mixed C4, dan Pyrolysis Gasoline (Py-Gas) berkualitas tinggi untuk Indonesia serta pasar ekspor regional.
26
Selain pabrik Naphtha Cracker, CAP memiliki fasilitas produksi Polyethylene dan Polypropylene yang terintegrasi yang menggabungkan dua teknologi kelas dunia. Empat reaktor Unipol dengan lisensi dari Union Carbide: satu reaktor mampu menghasilkan resin Linear Low dan High Density Polyethylene; tiga reaktor lainnya mampu menghasilkan berbagai resin Polypropylene. Reaktor kelima menggunakan lisensi dari Showa Denko KK, teknologi revolusioner Jepang yang dikenal dengan Bimodal High Density Polyethylene. Kedua teknologi kelas dunia tersebut digabungkan untuk memproduksi berbagai grade resin Polyethylene untuk memenuhi sebagian besar permintaan Polyethylene di Indonesia.
Guna memastikan produksi yang berkesinambungan, CAP memiliki pembangkit listrik terpasang dengan kapasitas yang melebihi kebutuhan produksi normal. Selain itu, CAP memiliki sambungan ke PLN sebagai sumber listrik cadangan. Pabrik pun memiliki instalasi desalinasi dan pengolahan air yang menghasilkan air yang sangat murni untuk digunakan pada sistem pendingin, tangki penyimpanan, dan jetty.
CAP memproduksi bahan kimia dan plastik yang digunakan dalam berbagai produk konsumen dan industri sehari-hari termasuk bahan kemasan, wadah, penyimpanan material, ban, dan lain-lain. Pemakai akhir konsumen produk plastik sebesar 70% dari total penjualan CAP (30% berasal dari pasar industri). CAP memiliki posisi unik untuk memanfaatkan prospek pertumbuhan industri petrokimia yang kuat di Indonesia dan meningkatkan permintaan konsumen. CAP didukung oleh Pemegang Saham utama yang kuat, Barito Pacific Grup (65,20%)* dan SCG Chemicals Co. Ltd. (30,15%) – kepemilikan per 30 April 2014. Dalam Gambar 1.1 terdapat bebagai keunggulan CAP.
27
Gambar 4.1 Keunggulan PT CAP Tbk
Sumber: Public Expose 2014 PT Chandra Asri Petrochemical Tbk
PT Chandra Asri Petrochemical Tbk sepenuhnya memiliki 2 entitas anak: PT Styrindo Mono Indonesia (SMI) dan PT Petrokimia Butadiene Indonesia (PBI). Styrindo Mono Indonesia (SMI) merupakan satu-satunya produsen Styrene Monomer di Indonesia yang melayani baik industri hilir domestik dan pasar ekspor regional. Pabriknya terletak di Puloampel, Serang, dan berada sekitar 40KM dari pabrik Naphtha Cracker. Pabrik SMI memproduksi Styrene Monomer dengan kapasitas 340,000MT per tahun. Dua unit pabrik Ethyl Benzene dirancang dengan lisensi dari Mobil/Badger dan teknologi-teknologi Lummus. Kedua unit Ethyl Benzene tersebut terintegrasi dengan dua unit pabrik Styrene Monomer yang direkayasa menggunakan teknologi Lummus/UOP. Pendapatan bersih CAP 76% dari produk olefin dan poliolefin yaitu etilen, propilen, dan polietilen. Gambar 1.2 menyajikan persentase dan jumlah pendapatan bersih produk olefin dan poliolefin dari PT CAP. Sementara sisanya dihasilkan dari anak-anak perusahaan PT CAP yaitu SMI dan PBI.
28
Gambar 4.2 Persentase Pendapatan Bersih PT CAP Sumber: Public Expose 2014 PT Chandra Asri Petrochemical Tbk
Petrokimia Butadiene Indonesia (PBI) merupakan pabrik Butadiene pertama di Indonesia yang menghasilkan Butadiene untuk memenuhi kebutuhan pasar regional. Pabrik tersebut memproduksi Butadiene dengan kapasitas 100,000MT per tahun. Bahan baku untuk pabrik Butadiene adalah Mixed C4 yang merupakan produk turunan dari pabrik Naphtha Cracker. Butadiene merupakan bahan baku yang digunakan di dalam produksi karet sintetis yang merupakan bahan baku utama dalam produksi ban.
Tabel 4.1 Kapasitas Produksi Etilen dan Polietilen PT CAP Tbk
Jenis Produksi Kapasitas Produksi Per Tahun
Etilen 600 MT
Politilen 336 MT
Sumber: ( PT Chandra Asri Tbk ) http://www.chandra-asri.com/production_capacity.php
Jumlah produksi ini tidak mencukupi untuk kebutuhan domestik sehingga Indonesia bergantung pada hasil impor sebesar 996 MT/tahun.
29
Gambar 4.3 Kebutuhan Nasional yang dipenuhi oleh PT CAP Sumber: Public Expose 2014 PT Chandra Asri Petrochemical Tbk
Kebutuhan nasional akan etilen dan polietilen belum terpenuhi sseluruhnya seperti terlihat pada Gambar 1.3. Hal ini disebabkan karena PT CAP tidak menjual keseluruhan produk yang dihasilkannya melainkan menjadikan etilen sebagai bahan baku polietilen yang akan diproduksi kembali. Sedangkan untuk polietilen, masih terdapat pabrik lain penghasil polietilen seperti Lotte Chemical Titan Tbk yang dapat men-supply PE untuk kebutuhan nasional. Walaupun begitu, PT CAP masih termasuk dalam 10 produsen poliolefin terbesar di Asia Tenggara seperti dalam Gambar 1.4. PT CAP terletak pada urutan keenam dalam peringkat tersebut.
30
Gambar 4.4 Top 10 Produsen Poliolefin Terbesar di Asia Tenggara Sumber: Public Expose 2014 PT Chandra Asri Petrochemical Tbk
Gambar 4.5 Perbandingan Volume Penjualan dan Volume Produksi Sumber: Public Expose 2014 PT Chandra Asri Petrochemical Tbk
Gambar 1.5 menguatkan bukti bahwa lebih banyak hasil produksi etilen dan polietilen yang digunakan untuk menjadi bahan baku pembuatan produk lain bukannya dijual ke masyarakat, seperti etilen untuk pembuatan polietilen. Sedangkan polietilen dikhususkan untuk pembuatan monostyrene di anak perusahaan PT CAP yaitu SMI.
Berikut adalah spesifikasi produk etilen yang di produksi oleh PT CAP Tbk:
Tabel 4.2 Spesifikasi Etilen Produksi PT CAP Tbk
No. Propeties Unit Sales
Spec.
Test Methods
1. Ethylene Vol% >99.95 ASTM D-2505
2. Methane + Ethane Vol ppm <500 ASTM D-2505 3. Total C3 and Heavier Vol ppm <10 ASTM D-2505
4. Acetylene Vol ppm <5 ASTM D-2505
5. Hydrogen Vol ppm <5 ASTM D-2504
6. Carbon Monoxide Vol ppm <2 ASTM D-2504
7. Carbon Dioxide Vol ppm <5 ASTM D-2505
8. Alcohol Wt ppm <10 GC-PEG
9. Water Vol ppm <3 Dew Point Meter
31
11. Oxygen Vol ppm <2 Oxygen Analyzer
12. Total Combined Nitrogen (as NH3)
Vol ppm <1 Gas Detector
Sumber: PT Chandra Asri Petrochemical Tbk
http://www.chandra-asri.com/UserFiles/File/Monomer/CargoSpec-Ethylene.pdf
4.2 Polietilena
Untuk polietilen, Indonesia mempunyai dua perusahaan produsen yaitu PT Chandra Asri Petrochemical Tbk dan PT Lotte Chemical Titan.
4.2.1 PT Lotte Chemical Titan Nusantara
PT Lotte Chemical Titan Nusantara adalah perusahaan yang memproduksi Polythylene Pertama dan terbesar di Indonesia. Didirikan pada tahun 1987 dengan nama awal PT Indofatra Plastik Indstri. Dua tahun kemudian di tahun 1987 berganti nama menjadi PT Petrokimia Nusantara Interindo atau PT PENI yang didirikan oleh empat perusahaan besar, BP Chemicals Investmen Limited, Mitsui Co Ltd, Sumitomo Corporation dan PT Arseto Petrokimia. Polythylene (PE) adalah bahan polimer yang paling banyak digunakan di dunia dan sangat mudah dijumpai di kehidupan sehari-hari. Produksi PE jenis BOPP Film pertama kali dilakukan pada tahun 1990 dengan kapasitas produksi 8.000 MT per tahun.
Pada tahun 1993 perusahaan memproduksi PE line dengan kapasitas 200.000 MT per annum, kemudian perusahaan melakukan ekspansi pertama di tahun berikutnya (1994) sehingga kapasitas produksi bertambah 50.000 ton per tahun. Program ekspansi kedua dilakukan pada tahun 1998 dengan tambahan kapasitas produksi 200.000 ton per tahun sehingga totalnya menjadi 450.000 MT per tahun. Pada tahun 1999, perusahaan menyelesaoikan ekspansi second BOPP Film berkapasitas 12.000 MT per tahun.
Pada tahun 2006 Titan Chemical Corp diakuisisi oleh Lotte Chemical. Sehingga pada tahun 2013, PT TItan Kimia Nusantara berubah nama menjadi PT Lotte Chemical Titan, Tbk dan PT Titan Petrokimia Nusantara berubah menjadi PT Lotte Chemical Titan Nusantara.
32
Lotte Chemical Titan (Indonesia) menghasilkan High Density Polyethylene (HDPE) dan Linear Low Density Polyethylene (LLDPE), di bawah nama merek Titanvene®. Lotte Chemical Titan (Indonesia) mulai beroperasi pada tahun 1993, menggunakan teknologi fase gas Innovene dari Ineos dengan kapasitas nominal 450 kta (kilo ton per annum) yang lokasi pabriknya di Merak. Merak Plant beralamat di JL. Raya Merak, Km. 116 Desa Rawa Arum Pulomerak, Cilegon, Banten, 42436.
Keterangan Sertifikasi
Gambar 4.6 Karakterisasi Sertifikasi
Gambar 4.7 Karakterisasi Sertifikasi
Tabel 4.3 Beberapa kegunaan dan karakteristik HDPE
Grade MI Density Product
Certificate Application HD5301AA 0.1 0.945 R, A, FC, EU, A, RE, T, C, H, EU, O, IF, P, U, G, CF, GM, N, ET, FO
Carrier bag, food packaging, indutsrial packaging, and synthetic rattan
33
HD4801GA 0.1 0.948 R, A, FC, EU, A,
RE, T, C, H, EU, O, IF, P, U, G, CF, GM, N, ET, FO
Large blow molded containers (5 up to 30 Litre) for foods, industrial chemicals, non pressure pipe and conduits
HD5401GA 0.1 0.952 R, A, FC, EU, A,
RE, T, C, H, EU, O, IF, P, U, G, CF, GM, N, ET, FO
Large blow molded containers (5 L & above) for foods, industrial chemicals, synthetic rattan, and water tank HD5502GA 0.3 8 0.953 R, A, FC, EU, A, RE, T, C, H, EU, O, IF, P, U, G, CF, GM, N, ET, FO
Blow molded containers (less than 5L) for foods, household, chemicals, phamaceuticals, synthetic rattan, non pressure pipe and conduits
HD5707GM 0.7 0.957 R, A, FC, EU, A,
RE, T, C, H, EU, O, IF, P, U, G, CF, GM, N, ET, FO
Blow molded containers for milk, dairy, fruit juice, and beverages
Sumber: Lotte Chemical Titan Tbk
http://lottechem.co.id/products/productGuide_view.asp?code=C201&subCode=C301
4.2.2 PT Chandra Asri Petrochemical Tbk
Perusahaan ini memproduksi Linear Low Density Polyethylene (LLDPE) kualitas tinggi dan resin High Density Polyethylene (HDPE) dengan merek dagang Asrene. Aplikasinya termasuk beragam film, injection molding, blow molding, pipa dan monofilamen. Teknologi yang digunakan di PT CAP Tbk:
1. PE Unipol, lisensi dari Union Carbide Corp. Technology (USA), dengan kapasitas produksi 200KTPA yang mampu memproduksi LLDPE dan HDPE.
2. PE SDK, lisensi dari Showa Denko K.K. (Japan), dengan kapasitas produksi 120KTPA yang secara khusus mampu memproduksi HDPE.
34
4.2.2.1 Linear Low Density Polyethylene (LLDPE)
Linear Low Density Polyethylene (LLDPE) adalah Polyethylene dengan kepadatan 0.915-0.925g/cm3. Ini adalah polimer linear dengan cabang pendek yang lebar. Karena struktur molekul, LLDPE menunjukkan ketangguhan yang sangat baik, fleksibilitas dan transparansi yang relatif. LLDPE terutama digunakan dalam kemasan (tas & kertas/lembaran).
Tabel 4.4 Klasifikasi dan Aplikasi LLDPE
Grade Product Name Melt Index (g/10min) Density (g/cm3) Application Blown Film
UF 1810 1.00 0.919 Cast and blown film, multilayer film, stretch film
UF
1810T 1.00 0.921
Blown film, cover sheet, garment sack, rice bags, transparant film
UF
1810S1 1.00 0.922
Blown film, garbage bags, agriculture film, shopping bags
UF
1820S1 2.00 0.922
Blown film, garbage bags, multilayer film, shopping bags
Tubular Quench Film
UF
2660TQ 6.0 0.926
Tubular quench process for transparant film, general packaging, cover sheet, food packaging, garment sack
Injection
UI 2420 20.00 0.924 Injection molding, lids, bottle closures, toys, housewares, trash cans
UI 2650 50.00 0.927 Houseware, lids, bottle closures, toys
Melt Index Test in conducted at 190°C/2.16 Kg
Sumber: PT Chandra Asri Petrochemical Tbk http://www.chandra-asri.com/products_polyethylene.php
Pada Tabel 4.4 dapat kita lihat bagaimana klasifikasi berbagai grade dari LLDPE serta aplikasinya pada kehidupan sehari-hari. Dalam lampiran, akan diperlihatkan spesifikasi dari LLDPE dengan nama produk UF1810 dan HDPE dengan nama produk SF5007 oleh PT CAPC, serta spesifikasi dari HDPE dengan nama produk HD5301AA oleh Lotte Chemical Titan Tbk.
35 4.2.2.2 High Density Polyethylene (HDPE)
High Density Polyethylene (HDPE) adalah Polyethylene dengan kerapatan lebih besar atau sama dengan 0.941g/cm3. HDPE memiliki derajat rendah dalam percabangan dan menunjukkan kekuatan tarik yang sangat baik. HDPE terutama digunakan dalam produk seperti jerigen, kontainer sampah, pipa air dan tas pengiriman.
Tabel 4.5 Klasifikasi dan Aplikasi HDPE
Grade Product Name Melt Index (g/10 min) Density (g/cm3) Application Blown Film
SF 5007 0.05 0.950 Blown film, general packaging, shopping bags, disposal bags
SF
5008E 0.05 0.950
Blown film, garbage bags, degradable grade for compost bags, shopping bags, disposal bags, grocery bags
Injection
SI 5230 30.00 0.955
Thin walled container, stationeries, housewares, closure
SI 6008 7.00 0.960
Houseware, industrial parts, indoor container, boxes, crates, paint pails, chicken cages
Monofilament SM
5508 0.75 0.954
Monofilament: general ropes, nets; Flat yarn: stretched tapes, tarpaulin; Film: Co-extrusion, lamination film
Blow-Molding UB
5206H 0.07 0.953
Medium to large size container (5-100L), drums & industrial
36
parts, telecom & cable conduit, non pressure pipes
Pipe
UP
4806H 0.07 0.949
Designed for E-80 pipe. Medium to large containers (up to 100L), container requiring ESCR, synthetic rattan
SP 4808 0.06 0.949
Designed for PE-100: Pressure pipes, water distribution pipes (potable water certified), subduct conduit, sewerage & industrial pipes
Melt Index Test is conducted at 190°C/2.16 Kg
Sumber: PT Chandra Asri Petrochemical Tbk http://www.chandra-asri.com/products_polyethylene.php
37 BAB V
PROSES PRODUKSI
5.1 Bahan Baku 5.1.1 Etilena
Bahan baku pembuatan etilen adalah nafta. Nafta merupakan produk yang dihasilkan dari proses pengilangan atau penyulingan minyak bumi dengan berat molekul terkecil. Sifat dari nafta adalah berupa cairan aromatik tak berwarna coklat kemerahan yang mudah menguap, sangat mirip dengan bensin, mendidih pada suhu diantara 30˚C dan 200˚C, terdiri dari campuran kompleks molekul hidrokarbon yang memiliki antara 5 dan 12 atom karbon, serta memiliki berat sekitar 15-30% dari minyak mentah.
Pemerintah semula berharap fasilitas refinery Chandra Asri dapat segera ditambah untuk mengurangi ketergantungan impor etilen yang setiap tahun menembus 996.000 ton. (Inaplas: Asosiasi Industri Olefin, Aromatik dan Plastik Indonesia, 2009). Di PT. Chandra Asri etilen diproduksi dari bahan baku berupa nafta. Karena persaingan dengan sektor energi, maka untuk mendapatkan bahan baku tersebut semakin lama semakin sulit sehingga harus mengimpor dari luar negeri sehingga mulai dicari alternatif bahan baku lainnya. Salah satu alternatif yang kini mulai dipertimbangkan adalah refinery gas. Refinery gas adalah gas sisa proses dalam pabrik pencairan gas ataupun dari kilang minyak. Gas tersebut biasanya hanya digunakan sebagai fuel gas untuk bahan bakar boiler maupun furnace. Seringkali jumlah gas ini cukup besar sehingga hanya dibuang dengan dibakar di dalam flare. Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan etilen adalah refinery gas yang diperoleh dari PT. Badak NGL Bontang yang mencapai 5,4 juta ton/tahun.
5.1.2 Polietilena
Polietilen adalah suatu bahan yang termasuk dalam golongan polimer, dalam Bahasa komersial lebih dikenal dengan nama plastik, karena bahan tersebut bersifat termoplastik. Polietilena terdiri dari berbagai jenis berdasarkan kepadatan
38
dan percabangan molekul. Sifat mekanis dari polietilena bergantung pada tipe percabangan, struktur kristal, dan berat molekulnya. Polietilen terdiri dari:
Bahan Baku Utama 1. Etilen
Ethylene ini diperoleh dari hasil produksi Ethylene plant. Sifat Fisik Ethylene (CH2=CH2)
Berat Molekul: 28,05 g/mol Spesific gravity: 0,57-102/4 Fase: gas
Titik didih: -103,9 °C Titik leleh: -169 °C Temperatur kritis: 9,15 °C Tekanan kritis: 50,4 bar Volume kritis: 131 cm3/mol 2. Comonomer
Comonomer yang digunakan yaitu 1-butene. Sifat-sifat fisik dari comonomer tersebut yaitu: Sifat Fisik Butene-1 (CH2 = CHCH2CH3)
Berat Molekul: 56,10 g/mol Spesific gravity: 0,6013 Fase: cair
Titik didih: -5 °C Titik leleh: -130 °C
Temperatur kritis: 146,85 °C Tekanan kritis: 40,43 bar Volume kritis: 293,3 cm3/mol
Larut dalam pelarut organik tetapi tidak dapat larut dalam air 3. Nitrogen
Sifat fisik dari nitrogen yaitu: Berat Molekul: 28,02 g/mol Spesific gravity: 0,8081 Fase: gas
39 Titik didih: -195,8 °C
Titik leleh: -209,86 °C Temperatur kritis: -147 °C Tekanan kritis: 34 bar (abs) 4. Hidrogen
Sifat Fisik Hidrogen (H2) adalah sebagai berikut: Berat Molekul: 2,016 g/mol
Spesific gravity: 0,0709-252,7 Fase: gas
Titik didih: -252,7 °C Titik leleh: -259,1 °C Temperatur kritis: -1240 °C Tekanan kritis: 13 bar (abs). Bahan Baku Pendukung
1. Katalis
Katalis yang digunakan terdiri dari tiga jenis, tergantung pada spesifikasi produk yang diinginkan. Ketiga jenis katalis tersebut yaitu:
A. Katalis M-1
Katalis M-1 terdiri dari metal aktif Titanium yang di-support dengan silika dan aluminium. Berdiameter 700-900 μm.
Karakteristik:
a) Memiliki distribusi berat molekul (MWD) terbatas, b) Harga Melt Index tinggi dan densitas yang cukup luas, c) Aktivitas yang baik (2-4 ppm Ti),
d) Produktivitas Katalis 3000-5000 kg resin/kg katalis, Penggunaan: untuk memproduksi LLDPE
B. Katalis S-2
Katalis S-2 terdiri dari chrome aktif yang di-support dengan silika dan aluminium. Berdiameter 500-600 μm.
40 Karakteristik:
a) Memiliki distribusi berat molekul (MWD) sangat luas, b) Harga Melt Index rendah dan densitas tinggi,
c) Aktivitas yang baik (kurang dari1ppm Cr),
d) Produktivitas Katalis 6000-8000 kg resin/kg katalis, e) Polimerisasi baik, sturtur molekul produk yang lebih luas.
Penggunaan: untuk memproduksi HDPE, tipe blow molding, film, pipa, geomembran
C. Katalis F-3
Katalis F-3 merupakan katalis yang tergolong katalis chrome. Berdiameter 500-600 μm.
Karaktristik:
a) Memiliki distribusi berat molekul (MWD) produk yang luas, b) Produktivitas Katalis 15000 kg resin/kg katalis.
Penggunaan: untuk memproduksi HDPE 2. Co-katalis
Sifat Fisik TEAL (Al(C2H5)3) yaitu: Berat Molekul: 114,17 g/mol Densitas: 0,834 g/ml
Viskositas: 2,6 mPa.sg 5.2 Uraian Proses
5.2.1 Etilena
Sebelum membahas mengenai uraian proses, terlebih dahulu kita mengenal proses-proses pembuatan etilen. Pada pembuatan etilen terdapat dua jenis proses yang dapat dilakukan, yaitu thermal cracking dan dehidrasi etanol. Thermal cracking dilakukan dengan memecah etana pada suhu tinggi, sedangkan dehidrasi etanol dilakukan dengan mereaksikan memanaskan etanol bersama alumina dan silika pada suhu tinggi.
1) Thermal Cracking
Thermal cracking merupakan reaksi pemecahan rantai karbon pada suhu yang cukup tinggi. Reaksi dilakukan dalam reaktor pipa atau langsung di dalam suatu
41
furnace. Reaksi perengkahan terjadi pada suhu di atas 637˚C tanpa katalis dan tekanan atmosferis. Setelah keluar dari reaktor, produk didinginkan secara mendadak dan kemudian dimurnikan untuk mendapatkan produk dengan kemurnian yang diinginkan. Pada proses ini pengaturan kondisi operasi, terutama pengaturan pemberian panas, sangat diperhatikan dimaksudkan agar pembentukan produk yang diinginkan dapat maksimal. Suhu produk keluar sekitar 1800˚F (850˚C) didinginkan mendadak pada alat penukar panas hingga suhu di bawah suhu 640˚C. Untuk proses pemurnian produk dilakukan pada suhu rendah. (Rase, HF., 1977). Bahan baku dalam proses cracking ada yang berasal dari LPG dan nafta, selain itu ada juga yang berasal dari etana dan atau propana namun proses ini tidak flesibel.
Reaksi nya adalah sebagai berikut
4𝐶2𝐻6→ 2𝐶𝐻4 + 𝐶2𝐻4+ 𝐶4𝐻10+ 𝐻2 2) Dehidrasi Etanol
Proses ini telah ditemukan sejak abad XVII ketika pertama kali diketahui bahwa etilen bisa dibuat dari etanol yang dipanaskan bersama alumina dan silika. Pada saat sekarang katalis alumina dan asam fosfat adalah yang paling sesuai untuk digunakan dalam industri. Produk dari dehidrasi etanol adalah etilen sebagai produk utama dan eter sebagai hasil reaksi lebih lanjut.
Reaksinya adalah sebagai berikut
𝐶2𝐻5𝑂𝐻 𝐴𝑙,𝑆𝑖𝑂2; 300−400℃ → 𝐶2𝐻4+ 𝐻2𝑂 𝐶2𝐻5𝑂𝐻 230℃ → (𝐶2𝐻5)2𝑂 + 𝐻2𝑂
Eter terbentuk pada suhu sekitar 230˚C sementara pada suhu 300-400˚C yield etena mencapai 94-99%. Reaktor bekerja secara isotermal dalam pipa-pipa yang dipanaskan. Pemurnian lebih lanjut diperlukan untuk menghilangkan senyawa aldehid, asam-asam, CO2, dan air. (Ludwig, Kniel, 1980)
42
Proses pembuatan etilen dari thermal cracking maupun dehidrasi etanol memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing sebagaimana dijelaskan pada tabel berikut. Ini dapat dijadikan pertimbangan dalam pemilihan proses.
Tabel 5.1 Kelebihan dan Kekurangan Proses Pembuatan Etilen
Proses Kondisi
Operasi Kelebihan Kekurangan
Thermal Cracking
1 atm 100 K
Harga bahan baku murah karena merupakan limbah
Operasi berlangsung pada suhu tinggi
Dehidrasi
Etanol 300-400˚C
Bahan baku dapat diperbaharui
Suhu operasi relatif lebih rendah Harga bahan baku lebih mahal daripada harga produk
Pada pembahasan kali ini, bahan baku dari proses thermal cracking yaitu petroleum yang berasal dari LPG dan Naftalen. Proses pemecahan hidrokarbon melalui pemanasan merupakan pemecahan senyawa-senyawa hidrokarbon dari rantai panjang menjadi rantai yang lebih pendek pada suhu tinggi (700-800˚C) dan tekanan tinggi (35 atm) tanpa memerlukan gas O2 untuk pembakaran.
Reaksi kimia yang terjadi yaitu 1) Reaksi utama 𝐶𝑥𝐻2𝑥+2+ 𝐻2𝑂 + 𝑂2 700−800℃ → 𝐶2𝐻4(4 − 5%) + 𝐶2𝐻6 + 𝐶2𝐻2(13 − 17%) + 𝐻2(25 − 30%) + 𝐶𝑂 + 𝐶𝑂2+ 𝐶𝐻4 + 𝐶3𝐻6+ 𝐶3𝐻8+ 𝐶4𝐻10+ 𝐶4𝐻8+ 𝐶4𝐻6+ 𝐶 + 𝐶6𝐻6 + 𝐻𝑒𝑎𝑣𝑦 𝑂𝑖𝑙 𝐹𝑟𝑎𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛
2) Reaksi pada acetylene converter
𝐶2𝐻2+ 𝐻2→ 𝐶2𝐻4 3) Reaksi di washer
𝐻2𝐶𝑂3+ 𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝑁𝑎2𝐶𝑂3+ 𝐻2𝑂 4) Reaksi pembakaran
