INDUSTRI PETROKIMIA
BAHAN BAKU PETROKIMIA
Bahan baku yang berasal dari kilang minyak : Fuel gas Gas propane dan butane Mogas Nafta Kerosin/ minyak tanah Gas oil Fuel Oil Short residue/ waxy residue
Kilang Minyak : Kilang Minyak Cilacap, Balongan, Dumai, Musi, Balikpapan, dll
BAHAN BAKU PETROKIMIA
Bahan baku yang berasal dari lapangan gas bumi : Metana (CH4 Etana (C2H6) Propana (C3H8) Butana (n-C4H10) Kondensat (C5H12 – C11H24)
Sumur Gas : Lapangan Gas Arun (LNG, pupuk urea dan
ammonia) Lapangan Gas Badak/ Bontang (LPG, pupuk urea,
ammonia, dan LNG) Lapangan lainnya, seperti Lapangan Gas Natuna
Cara-Cara Mendapatkan Bahan Baku Industri Petrokimia
Gas Metana (CH4) Dari pengeboran gas di lapangan. Gas metana dari kilang BBM (off gases) dijadikan gas buangan
Gas Etana (C2H6) Dari lapangan gas bumi
Gas Etilena (C2H4) Cracking gas etana, nafta dan kondensat.
Gas Propana (C3H8) Absorpsi dan ekstraksi.
Gas Propilena (C3H6) Cracking gas etana, propane, nafta dan kondensat.
Cara-Cara Mendapatkan Bahan Baku Industri Petrokimia
Gas Butana (n-C4H10) Ekstraksi dan absorpsi.
Kondensat (C5H12 – C11H24) Ekstraksi dan absorpsi. Selain itu, juga dapat diperoleh dari kilang BBM.
Benzena, Toluena dan Xilena (BTX Aromatik) catalytic reforming.
Nafta (C6H14 – C12H26) Proses distilasi. Kerosin (C12H26) Distilasi atmosferik. Short Residue/ waxy residue
PRODUK-PRODUK PETROKIMIA
Industri petrokimia dibagi menjadi dua bagian besar :
Industri Petrokimia Hulu (upstream petrochemical) Masih berupa produk dasar (produk primer) dan produk antara (produk setengah jadi)
Industri Petrokimia Hilir (downstream petrochemical Berupa produk akhir dan atau produk jadi
Berdasarkan proses pembentukan dan pemanfaatannya, produk petrokimia dibagi menjadi empat jenis :
Produk Dasar : gas CO dan H2 sintetik, etilena, propilena, butadiene, benzene, toluene, xilena dan n-parafin.
Produk Antara : ammonia, methanol, carbon black, urea, etanol, etil klorida, cumene, propilen oksida, butyl alkohol, isobutilen, nitrobenzene, nitrotoluena, PTA (Purified Terepthalic Acid), TPA (Terepthalic Acid), DMT (Dimethyl terepthalate), kaprolaktam, LAB (Linear Alkyl Benzene), dll.
Produk Akhir : urea, carbon black, formaldehida, asetilena, polietilena, polipropilena, poli vinil klorida, polistirena, TNT (Trinitrotoluena), polyester, nilon, poliuretan, LAB sulfonat, dll.
Produk Jadi : barang-barang yang banyak dipakai sehari-hari di rumah tangga.
Jalur Pembuatan Produk Petrokimia
Jalur gas sintesisJalur OlefinJalur aromatic
1. Jalur Gas Sintetik, Amonia dan Carbon Black
Reaksi steam reforming untuk pembuatan ammonia. 2 CH4 + O2 + 2 H2O + N2 2 CO2 + 4 NH3
Reaksi steam reforming pada pembentukan methanol :
Lurgi High Pressure Process ICI Low Pressure Process
Reaksi Oksidasi Parsial untuk membuat carbon black
Pembuatan Amonia Dengan Gas Sintetis
Pembuatan Methanol dengan Steam Reforming
Carbon Black
Channel Black* Bahan baku : gas alam, setiap 500 cuft
gas alam menghasilkan 1 lb carbon black.* Diameter partikel besar, sehingga struktur
partikelnya rendah * Derajat keasaman permukaannya (acidic
surface pH) tidak aktif ,tidak bisa dipakai dalam vulkanisasi, permukaannya tidak tahan asam.
* Pada saat ini produksinya telah ditutup karena tidak ekonomis.
Carbon Black
Thermal Black :* Proses pembuatannya menggunakan
thermal process, bahan baku gas alam maupun minyak cair (residu)
* Diameter partikel besar, sehingga struktur partikelnya rendah
* Baik dipakai pada campuran karet yang tahan lentur (hogh elongation) atau pada campuran karet tahan gores (high abrasion).
Carbon Black
Furnace Black :* Bahan baku : gas alam atau minyak residu.* 1000 cuft gas alam menghasilkan 10 lb carbon
black. 1 lb minyak residu menghasilkan 0,55 lb carbon black.
* Diameter partikel kecil, sehingga struktur partikelnya kuat
* Derajat keasaman permukaannya (acidic surface pH) sangat aktif sehingga sering dipakai dalam vulkanisasi, karena permukaannya sangat tahan asam.
Produk Hilir dan Reaksi untuk Menghasilkannya (UREA)
Reaksi Pembentukan Pupuk Urea :Tahap 1 : Pembentukan Amonia Carbamat
(NH4COONH2)2 NH3 + CO2 NH4COONH2
Tahap 2 : Pengkristalan ammonium carbamat di dalam prilling tower menjadi urea
NH4COONH2 CO(NH2)2 + H2O
Pembuatan Urea dengan Total Recycle
Produk Hilir dan Reaksi untuk Menghasilkannya (FORMALDEHIDA)
Reaksi Pembentukan Formaldehida (CH2O)
Reaksi yang terjadi adalah reaksi oksidasi methanol pada suhu 250oC, dengan katalis tembaga.
2 CH3OH + O2 → 2 CH2O + 2 H2O
Produk Hilir dan Reaksi untuk Menghasilkannya
Reaksi Pembentukan Urea Formaldehida
Produk Hilir dan Reaksi untuk Menghasilkannya (DMT)
Reaksi pembentukan DMT (esterifikasi)
Produk Hilir dan Reaksi untuk Menghasilkannya
Reaksi pembentukan MethylaminesCH3OH + NH3 CH3NH2 + H2OCH3OH + CH3NH2 (CH3)2 NH + H2OCH3OH + (CH3)2 NH (CH3)3 N + H2OReaksi Pembentukan Methyl HalidesCH3OH + HCl CH3Cl + H2OCH3OH + HBr CH3Br + H2O
2. Jalur Olefin (olefin center)
Olefin : senyawa hidrokarbon tidak jenuh yang mempunyai ikatan rangkap terbuka yang sangat reaktif.
Mudah terpolimerisasi. Jalur olefin menghasilkan etilena, propilena
dan butilena → produk dasar dari cracking bahan baku nafta
Pembuatan Olefin dengan Tubular Process
Olefin dengan Bahan Baku Nafta
Jika bahan baku berasal dari nafta fraksi berat (C15 – C23) dan dari jenis minyak parafin, maka akan terbentuk campuran molekul parafin dan olefin :
C23H48 C8H18 + C15H30 C3H8 + C12H22 (cracking)
Proses ini dapat terjadi terus menerus hingga terbentuk cokes :
C12H22 C2H6 + C10H16 C2H4 + C8H12 2 CH4 + C6H4 (cracking)
C6H4 CH4 + 5 C (cracking)Selain itu juga dapat terbentuk ter dari hasil polimerisasi olefin :
C10H16 + C10H16 C20H32 + C15H30 C35H62 (kopolimerisasi C20H32 dengan C15H30 )
Olefin dengan Bahan Baku Etana
Jika bahan baku yang digunakan adalah gas etana, maka reaksi cracking yang terjadi adalah sebagai berikut :
C2H6 2 C2H4 + H2 (cracking)Karena di dalam umpan juga terdapat gas propana, maka terjadi pula reaksi cracking sebagai berikut :
C3H8 C3H6 + H2 (cracking) C3H8 C2H4 + CH4 (cracking) 2 C3H8 C4H8 + 2 CH4 2 C3H8 C2H6 + C2H6 + CH4
Hasil cracking tersebut akan mengalami cracking dan hidrogenasi lebih lanjut sebagai berikut :
C3H6 + 3 H2 3 CH4 C3H6 C4, C5, C6 + H2
Gambaran Suatu Kilang Olefin
Jalur Olefin (olefin center)
Produk petrokimia hilir yang dihasilkan melalui jalur olefin :Plastik dari etilena : polietilena (PE), polivinilklorida (PVC), polistirena (ps), etilen glikol (EG), dan etilen asetat (EA). Plastik dari propilena : polipropilena (PP), isobutilasetat, akrilat, fenol, karet etilen propilena. Plastik dari butilena atau butadiena : polibutadiena.
Contoh-Contoh Reaksi Untuk Menghasilkan Produk Hilir
Polietilena (PE) Low Density Polyethylene (LDPE):
Dihasilkan dengan High Pressure Process, T suhu 100-300 OC, dan P 1000-3000 kg/cm2, bantuan katalis peroksida.
Densitas PE 0,915 – 0,930 gr/cm3 Titik didih 100oC. Jenis plastik ringan
Pembuatan LDPE dengan Tekanan Tinggi
Pembuatan LDPE
Polietilena (PE)
High Density Polyethylene (HDPE)Dihasilkan dengan Medium (Phillips process) atau Low Pressure Process (Ziegler Low Pressure Process). Densitas sebesar 0,940-0,970 gr/cm3 Titik didih sebesar 122-131 oC. Produk ini dipergunakan untuk pembuatan botol plastik, kaleng plastik, ember dan kontainer.
Proses Suhu Operasi (oC)
Tekanan Operasi (kg/cm3)
Ziegler 80-100 7-10
Phillips 130-160 15-30
Perbedaan Proses Pembuatan Polietilen
Proses Pembuatan HDPE
Pembuatan HDPE dengan Proses Ziegler
Pembuatan HDPE dengan Metode Philips
Contoh-Contoh Reaksi Untuk Menghasilkan Produk Hilir
Polipropilena (PP) [ C3H6 -]nMonomer Propilen terpolimerisasi menjadi polimer sederhana dan resin plastik propilena dengan katalis stereospesific alumunium alkil (ziegler natta). Karet Polibutadienan CH2 = CH2 – CH = CH2 [ - CH2 – CH2 = CH2 – CH2 - ]n
Proses Pembuatan Poli Propilena
Pembuatan Tetramer Polipropilena
Pembuatan Karet Polibutadiena
Contoh-Contoh Reaksi Untuk Menghasilkan Produk Hilir
Polivinil klorida (PVC) Rigid PVC (keras dan mudah pecah); digunakan di sektor bangunan dan konstruksiFlexible PVC (lunak); digunakan pada industri kulit imitasi dan kemasan.
Polivinil klorida (PVC)
Proses pembuatan PVC :Klorinasi langsung gas etilena membentuk etilen diklorida (EDC) yang tidak stabilPirolisis (Thermal Cracking) EDC membentuk Vinil Chloride monomer (VCM)Polimerisasi VCM menjadi PVC
Pembuatan VCM
Contoh-Contoh Reaksi Untuk Menghasilkan Produk Hilir
Polistirena Proses pembuatan :
Reaksi Alkilasi Etilena dengan Benzena membentuk etil benzena
Dehidrogenasi dengan steam terhadap etil benzena sehingga terbentuk monomer stirena
Reaksi polimerisasi atas monomer stirena
Proses Pembuatan Monomer Stirena
Polimerisasi Stirena
3. Jalur Aromatik
Senyawa hidrokarbon tak jenuh yang mempunyai ikatan atom C siklis, berupa ikatan atom antara C6 – C8, seperti benzena, toluena, xilena, dlL
Sangat reaktif sehingga mudah bereaksi dan terpolimerisasi.
Menghasilkan Benzena, Toluena dan Xilena(BTX) sebagai hasil utama, serta sikloheksana (CHX) sebagai produk samping.
Aromatik dengan Bahan Baku Nafta
Hidrokarbon aromatik (BTX) dihasilkan melalui proses catalytic reforming, dengan nafta sebagai bahan baku dan katalis platina, pada suhu 450-500oC Reaksi pembentukan benzena :
dehidrogenasi hidrokarbon sikloparafin
Proses Pembentukan BTX
Reaksi pembentukan toluena : isomerisasi hidrokarbon dimetil siklopentana disusul dengan dehidrogenasi
Reaksi pembentukan orto, meta dan para (o,m,p) xilena: reaksi isomerisasi hidrokarbon trimetilsiklopentana, disusul dengan dehidrogenasi.
Produk Hilir Jalur Aromatik
Benzena → melaic anhydride, polistirena, deterjen, fenol, akrilonitril, sikloheksana, kloro benzena, dllToluena → toluen diisosianat dan poliuretanO, m, p Xilena → anhidrida dtalat, asam terepthalat, dimetil terepthalat, polietilen terepthalat dan asam isopthalat.
Contoh Reaksi untuk Mendapatkan Produk Hilir
Anhidrida Melaik (Melaic Anhydride) Dihasilkan melalui reaksi oksidasi benzena, pada suhu 425oC, dan bantuan katalis V2O5 dan MoO3
Contoh Reaksi untuk Mendapatkan Produk Hilir
Deterjen Deterjen : zat yang mengandung unsur aktif
pembersih permukaan dengan surfaktan sebagai unsur utamanya (dibuat secara sintetik dari fraksi minyak bumi)
Sabun biasa (soap) : dari minyak tumbuh-tumbuhan atau minyak hewan, tidak mengandung surfaktan. Rumus umum deterjen adalam R-SO3- Na.
Contoh Reaksi untuk Mendapatkan Produk Hilir
Jenis deterjen :Deterjen jenis keras, memiliki gugus R
antara C12 – C17; ikatan karbon yang bercabang atau melingkar. Gugus ini sukar mengalami degradasi
Deterjen Jenis Lunak, memiliki gugus R anatar C7 – C10 (senyawa olefin) ; ikatan rantai karbon lurus seperti normal dekana, dekene dan dekanol. Ikatan atom C ini mudah terpisah dan dihancurkan oleh mikroba.
Pembuatan Deterjen Alkil Benzena
Contoh Reaksi untuk Mendapatkan Produk Hilir
Fenol (phenol) Reaksi benzene dengan HCl dalam udara panas
(200oC), dengan bantuan katalis Cu dan Fe Hasil tahap 1 direaksikan dengan air, dan dipanaskan
hingga suhu 500oC dengan bantuan katalis SiO2. Produk tahap 2 direaksikan dengan aseton pada suhu
500oC dengan katalis HCl, menghasilkan bisphenol A.
Fenol (phenol)
Contoh Reaksi untuk Mendapatkan Produk Hilir
Sikloheksana
Reaksi hidrogenasi katalitik terhadap benzena akan menghasilkan sikloheksana, yang selanjutnya digunakan sebagai bahan dasar pembuatan adipic acid (bahan dasar nilon 66), dan kaprolaktam (bahan dasar nilon 6).
Contoh Reaksi untuk Mendapatkan Produk Hilir
Toluena di-isosianat (TDI) Nitrasi toluena dengan bantuan katalis H2SO4
Hasil reaksi tahap 1 dihidrogenasi dengan bantuan katalis AlCl3
Toluena di-isosianat (TDI)
Hasil reaksi tahap 2 direksikan dengan fosgenase pada suhu 200oC dengan penambahan COCl2 dan dichlorobenzene
Contoh Reaksi untuk Mendapatkan Produk Hilir
Anhidrida Pthalat (PA) O-xilena dioksidasikan dalam fasa cair untuk menghasilkan PA, lalu dilakukan pemurnian hingga maksimum 99,9%
Proses Pembuatan Anhidrida Pthalat
Contoh Reaksi untuk Mendapatkan Produk Hilir
Asam Isopthalat (IPA) Bahan baku pembentukan asam isopthalat adalah m-xilena, yang dioksidasi dengan sulfur di dalam sistem aqua NH3
Pembuatan Serat Poliester
Contoh Reaksi untuk Mendapatkan Produk Hilir
Polietilen terepthalat (PET) :Reaksi pembentukannya adalah dengan mereaksikan DMT dengan EG pada suhu 150-200oC, sehingga menghasilkan PET (bis (hydroxyethyl) terepthalate)
Pengadaan Produk Hilir Serat-Serat Sintetis dan resin-Resin Sintetis di
Indonesia
1. Pengadaan Produk Serat Sintetis Produksi serat sintetis dalam negeri dimulai
tahun 1973 dengan pendirian PT Indonesia Toray Synthetics (ITS) yang memproduksi nilon..
2. Pengadaan Produk Resin Sintetis 1993 : PT Bakrie Brother (BB) berpatungan
dengan mitsubishi Kasei Corporation (PT Bakrie Kasei Corporation) : pabrik PTA (purified terpthalic acid) di Merak
Pabrik Bakrie Dia Foil (BDF) : PET Film untuk magnetik film, tape dan pita komputer.
PENGGUNAAN DAN PEMANFAATAN PRODUK-PRODUK PETROKIMIA
Penggunaan dan Pemanfaatan Menurut Sektor Industri : Industri pupuk dan pestisida Industri serat sintetik Industri bahan plastik Industri adhesive resin Industri bahan baku cat/ coating Industri detergent/ pencuci Industri elastomer/ karet sintetik Industri kimia khusus
PENGGUNAAN DAN PEMANFAATAN PRODUK-PRODUK PETROKIMIA
1. Penggunaan Dalam Industri Pupuk Dan Pestisida
Produk amoniak/ urea dalam negeri sebagian besar digunakan sebagai pupuk pertanian, dan adhesive urea formaldehida.
Dalam industri pestisida, sebagaian bahan aktif pestisida, pelarut dan aditifnya merupakan produk akhir petrokimia seperti senyawa carbamate, thiocarbamate, surfaktan organik, organoklorida, alkohol, dsb.
PENGGUNAAN DAN PEMANFAATAN PRODUK-PRODUK PETROKIMIA
2. Penggunaan dalam Industri Serat SintetikProduk petrokimia yang digunakan untuk serat sintetik adalah TPA (terepthalic acid), DMT (dimethyl terepthalate), PTA (purified terepthalic acid), dan kaprolaktam.s
3. Penggunaan dalam Industri Bahan PlastikPE (polietilena), PP (polipropilena), PVC (poli vinil klorida), dan PS (polistirena).
4. Penggunaan Dalam Industri Adhesive ResinUrea formaldehida, melamin formaldehida dan fenol formaldehida.
Bagan Industri Tekstil Indonesia
PENGGUNAAN DAN PEMANFAATAN PRODUK-PRODUK PETROKIMIA
6. Penggunaan dalam Industri DeterjenAlkil benzena, alkil benzene sulfonat (ABS), dan selulosa karboksi metil (CMC).
7.Penggunaan dalam Industri ElastomerKaret sintetik yang digunakan untuk industri ban adalah SBR dan karet butil sebesar 20%.8. Penggunaan dalam industri Kimia, Khusus
Industri Zat Pewarna (Dyestuff Industry)
Phthalic anhydride (pewarna tekstil) dan carbon black
Industri Pemrosesan Plastik
Produk plastik berkualitas tinggi dapat dihasilkan dengan penambahan bahan aditif (ingredient) ke bahan baku. Bahan aditif tersebut antara lain : Filler (bahan pengisi) Plastisizer (membuat plastik elastis) : dioctyl pthalate,
dihexyl sebamate, dilauryl adipate, diamyl maleate, 2-ethyl hexyl succinate, acetyl tributyl citrate, dibutil fenil fosfat, butoxy ethyl stearate, yang pada umumnya dibuat dari senyawa ester dan amida.
Colorant (bahan pewarna) Miscellaneous :stabilizer, inhibitor, hardener, katalis, dll.
Industri Pemrosesan Plastik
Prinsip dasar pemrosesan plastik : Pemanasan resin plastik yang sudah diramu dengan
bahan pencampur Plastik cair ditekan dengan mesin untuk membuat
bentuk yang diinginkan (mesin roll, die, mold, extruder, blower, dll)
Barang plastik dikeraskan dengan polimerisasi lebih lanjut (cure stage)
Industri Pemrosesan Plastik
Metode konversi bahan baku plastik menjadi barang jadi :Extrusion Injection MoldingBlow MoldingCalenderingCastingLaminating
Compression Molding
Jet Molding Post Forming Shell Molding Sheet Forming Slush Molding Transfer Molding Vacuum Molding
Extrusion ProcessTahap proses ekstrusi :
Dry extrusion, dimana feed bahan baku plastik berbentuk bubuk dimasukkan ke extruder untuk dikeringkan
Proses pendinginan Plastik lunak yang sudah ditambah aditif dimasukkan ke
dalam molding
Ada tiga jenis proses ekstrusi, yaitu :Proses ekstrusi sederhana (direct extrusion/
extrusion line). Proses ekstrusi dengan proses lanjut (semi
positive extrusion)..Proses ekstrusi pencetakan (positive
extrusion).
Proses Pembuatan Plastik Dengan Ekstrusi Sederhana
Proses Ekstrusi Lanjut
Positive Extrusion
Contoh flow diagram proses ekstrusi
Proses pembuatan pipa plastik PVC
Raw material MeasuringExtruding
Cooling
Packing
ProductCrushing + recycle
Blending
MarkingInspectionCutting
Proses Injection Molding
Prinsip kerja: Bahan baku plastik dalam bentuk bubuk atau butir
diumpankan ke dalam hopper, lalu dialirkan ke silinder pemanas
Ketika bahan sudah meleleh, maka dengan bantuan alat penyedot udara (plunger), dilewatkan ke nozzle yang terbuka, dan dimasukkan ke mold untuk dicetak
Proses Injection Molding
Contoh bagan alir injection molding
Proses pembuatan busa plastik
Raw Material
Pigment
Foaming Agent
Blending Injection Molding
Surface Finishing
InspectingPackingProduct
Proses Blow Molding
Prinsip kerja :Bahan plastik lunak berbentuk balon tipis
yang sudah mendidih ditiupkan ke alat blowing. Proses ini dikerjakan di luar pintu masuk alat pencetak (mold)
Bahan plastik panas dialirkan ke dalam alat pendingin udara untuk didinginkan (chilling) dan hasilnya dipadatkan.
Proses Blow Molding
Proses Blow Molding
Contoh pembuatan botol plastik PVC dengan blow molding
Materialblending
Extrusion Die Blowing
CoolingDeburring
Packing
Product
Removal from mold Finishing Printing Drying
Labelling
Proses Calendering
Calendering :menghasilkan barang plastik dalam bentuk film atau lembaran (plastic sheet) dengan alat pemanas dan alat penggulung yang dapat berputar. Terbatas untuk bahan termoplastik guna mengubahnya menjadi lembaran/ film plastik.Bahan plastik dilunakkan dengan pemanas dan dilewatkan antara sederetan roll berputar, sehingga didapatkan lembaran film plastik dengan ketebalan tertentu.
Proses Calendering
Proses Calendering
Contoh proses calendering
Pembuatan lembaran plastik PVC
MaterialCarry in Measuring Blending Mixing Roll
X
Warming RollCalender RollCooling RollY
Winder
Cutter Stacker
Inspection Packing Product
Top Related